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  • 轻质夹芯外墙板不同连接方式抗剪试验研究-佛山外墙板

    标签: 混凝土连接件试件试件连接件混凝土佛山外墙板外墙一体板外墙板图片大全

    【作者】杨艳敏;王小玉;黄志明;甄严;董文龙;聂亚男;【机构】吉林建筑大学土木工程学院;吉林省新生建筑工程公司;【摘要】为优化轻质夹芯外墙板与钢框架的连接方式,设计3种不同连接件并进行推出试验,分析套筒螺栓、钩头螺栓以及焊接钢板的抗剪承载力及对周围混凝土的影响区域。试验结果表明:套筒螺栓连接的试件抗剪承载力最大,钩头螺栓连接的试件抗剪承载力比套筒螺栓的稍小,焊接钢板连接的试件抗剪承载力最小;3种连接件对周围混凝土的影响区域均很小。不同连接件的抗剪试验研究结果将为后期轻质外墙板的拟静力试验设计提供依据。【关键词】轻质夹芯外墙板;连接方式;抗剪承载力;推出试验;0前言轻质夹芯外墙板是基于固体废弃物、建筑垃圾、地方资源的多功能复合一体化轻质外墙板,具有轻质、高强、绿色、节能等多功能为一体的特点。为消除传统外保温易燃的弊端[1],该墙板选用阻燃硬质泡沫塑料采用夹芯保温的墙体保温技术,墙板构造如图1所示。轻质夹芯外墙板逐渐被推广为钢结构建筑的外维护体系,而墙板与钢框架的连接节点是保证钢框架与墙板协同工作的关键,目前对于墙板与框架连接节点的研究却比较少,为确保该墙板与钢框架的有效连接,对连接件进行抗剪试验。为获得大量试验数据、确保试验结果的可靠性,在综合考虑轻质夹芯外墙板厚度以及连接件对周围混凝土的影响区域较小的情况下,本文通过与加芯墙板等厚度的实心混凝土试件与H型钢的三种不同连接形式的推出试验[2]确定连接件的抗剪承载力以及混凝土的局压影响区域,从而为轻质夹芯外墙板整体设计提供理论依据。1.试验概况1.1材料性能试验试验采用强度设计等级为LC20的全轻混凝土,依据现行规范[3-4]对全轻混凝土进行基本性能试验,试验结果见表1,混凝土标准试件破坏形态见图2。全轻混凝土立方体试件的破坏特征与普通混凝土立方体试件的破坏特征不同,在荷载接近极限荷载时,试件沿着与作用力平行的方向产生多条裂缝,随后试件即被压碎,全轻混凝土的套箍作用较弱。全轻混凝土棱柱体试件在荷载达到极限荷载之前并未出现裂缝,接近极限荷载时,混凝土瞬间产生沿对角线的斜裂缝,并伴随较大的断裂声,试件即达到极限破坏,全轻混凝土材料的脆性比普通混凝土的明显。1.2试件设计试验共设计了三组9个试件,分别对钩头螺栓、套筒螺栓及焊接钢板三种抗剪连接件进行推出式抗剪试验。全轻混凝土试件尺寸为300mm×250mm×200mm;H型钢为H200mm×150mm×8mm×10mm;连接件形式见图3,连接件参数见表2。1.3加载及测试方法试验加载前先确定其承载力范围,控制试验加载过程。按文献[5]提出的全轻混凝土局压提高系数将试验中钢板连接件前的全轻混凝土视为均匀局部承压,将钩头螺栓以及套筒螺栓连接件按一定系数折减后视为均匀局部承压,计算出三种连接件极限承载力。试验采用分级单调加荷,每级荷载为各试件破坏荷载的1/10[6]。试验采用杭州邦威50T电液伺服压力试验机为试件顶端提供约束;用30T锚杆拉拔仪在型钢端部加荷,使连接件竖直向上受剪,试验装置如图4示。2.试验结果及分析2.1破坏过程以及破坏形态各试件开裂荷载及破坏现象见表3,不同连接方式试件破坏形态如图5所示。2.2试验结果剪力连接件的抗剪承载力试验结果如表4所示。2.3试验结果分析(1)钩头螺栓连接的试件开裂荷载大于套筒螺栓以及焊接钢板连接试件的开裂荷载。(2)钩头螺栓连接的试件破坏时混凝土裂缝发展较大,同时钩头螺栓变形严重,说明钩头螺栓连接件与全轻混凝土强度相对接近,混凝土与螺栓的强度都得到充分利用。从破坏后的钩头螺栓变形可知,钩头螺栓的抗弯刚度较小。(3)由套筒螺栓连接的试件破坏现象表明,套筒螺栓在全轻混凝土中的抗剪承载力与全轻混凝土强度有关,混凝土强度相对于连接件较弱,最终试件破坏由全轻混凝土破坏控制。(4)对比三个焊接钢板连接件的破坏现象可知,全轻混凝土强度与焊接钢板连接件强度相近。试件1焊缝强度较低,抗剪强度由焊缝强度决定;试件2焊缝质量较差,在荷载较小时焊缝即被剪开,连接件失效;试件3的全轻混凝土强度相对于焊缝较弱,最终试件破坏由全轻混凝土破坏引起。(5)对比三种连接件的抗剪承载力结果可知,在全轻混凝土中,钩头螺栓的抗剪承载力低于套筒螺栓的抗剪承载力,高于焊接钢板抗剪承载力。(6)三组试件的破坏形态表明,试件上部的约束较大,全轻混凝土破坏均由顶部混凝土局压引起开裂,最终因裂缝过大导致试件破坏。(7)从试件最终破坏形态可知,连接件抗剪对周围混凝土的影响区域均不大,而钩头螺栓由于螺栓的抗弯刚度较小,螺栓弯曲变形较大,对混凝土的影响区域最大。3.结论(1)作为全轻混凝土墙板与型钢的抗剪连接件,套筒螺栓在混凝土中的传力较钩头螺栓的好,焊接钢板的传力最差。(2)对于钩头螺栓连接件,增大材料抗弯刚度可减小弯曲变形对混凝土局压的影响,从而提高连接件的抗剪承载力。(3)对于套筒螺栓抗剪连接件,提高全轻混凝土强度等级可提高钢-全轻混凝土组合结构的抗剪承载力。(4)对于焊接钢板连接件,焊缝质量对连接件抗剪承载力至关重要,保证焊缝质量、增大钢板厚度能有效提高连接件抗剪承载力。(5)连接件的抗剪承载力、试件的破坏形态以及连接件对周围混凝土的影响区域对轻质夹芯外墙板及连接节点的设计有很大的指导意义。参考文献[1]艾红梅,卢普光.墙体保温技术的研究与发展[J].建材技术与应用,2011,1:3-5.[2]赵晨.开孔板连接件抗剪性能试验及设计方法研究[D].同济大学,2009.[3]GB/T50081-2002普通混凝土力学性能试验方法标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.[4]GB/T50080-2002普通混凝土拌合物性能试验方法标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.[5]付强.全轻混凝土局部承压性能及在剪力连接件设计应用中的研究[D].吉林大学,2009.[6]GB/T50152-2012混凝土结构试验方法标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.网友评论

    2017-09-19 13:43:59
  • 中科院新型石墨烯改性重防腐涂料研究取得重大突破-防腐涂料商机

    标签: 石墨防腐涂料涂层防腐涂料石墨涂层防腐涂料商机

    新华社三沙9月15日电(记者刘邓、董瑞丰)记者从中国科学院获悉,宁波材料技术与工程研究所王立平研究员和薛群基院士团队经过数年技术攻关,成功突破石墨烯改性防腐涂料研发及应用的四大技术瓶颈,开发出拥有自主知识产权的新型石墨烯改性重防腐涂料。目前该成果通过中国腐蚀与防护学会鉴定,关键技术指标盐雾寿命超过6000小时,处于国际领先水平,并成功应用于国家电网、石油化工、海洋工程与装备等领域,将改变我国重防腐涂料被国外产品垄断的市场格局,保障我国热带海洋地区重大工程装备及“一带一路”基础设施建设,服务于国家安全和海洋经济发展战略。王立平介绍,石墨烯是目前自然界最薄的二维纳米材料,阻隔与屏蔽性能非常优异。通过引入石墨烯能够增强涂层的附着力、耐冲击等力学性能和对介质的屏蔽阻隔性能,尤其是能够显著提高热带海洋大气环境中服役涂层的抗氯离子渗透能力,在大幅降低涂膜厚度的同时提高涂层的防腐寿命。重防腐涂料是减小腐蚀破坏,保障苛刻腐蚀环境下装备和设施可靠性和服役寿命的关键材料,其发展水平是一个国家涂料科技水平的重要标志。据了解,我国拥有高达2000亿的防腐涂料市场,其中重防腐涂料需求年均增速超过20%。

    2017-09-18 10:39:02
  • 华南早更新世龙骨洞遗址旧石器研究取得进展-龙骨

    标签: 化石古人类遗址遗址化石古人类龙骨龙骨的功效与作用龙骨花

    中国早期人类的起源和演化是与现代人起源、农业起源和国家文明的起源并列的重大考古学问题。但是由于早期阶段考古材料(古人类化石、旧石器等)的稀缺,相关方面的研究进展较为缓慢。近日,《中国科学:地球科学》(SCIENCECHINA:EarthSciences)在线发表了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所李浩、李超荣和南非金山大学KathleenKuman关于湖北龙骨洞遗址石制品的最新研究进展。结果表明,龙骨洞遗址是一处含古人类化石和石制品、地层关系明确的华南早更新世洞穴遗址。石制品反映的技术特征类似于非洲的奥杜威技术,为人们探讨早期人类的迁徙、扩散提供了新的证据。湖北建始龙骨洞遗址发现于上世纪70年代,由于巨猿和“南方古猿”牙齿化石的发现而引起学术界极大关注。在1998年国家组织的“九五”攀登专项“早期人类起源及环境背景的研究”中,古脊椎所鄂西-秦巴团队对该遗址进行了再次发掘,发现大量哺乳动物化石,并新发现3颗人类牙齿化石和石制品。对牙齿化石的最新研究表明其属于早期人属,南非金山大学ClarkeRJ认为可能更接近于能人。古地磁测年(~214万年)和哺乳动物群对比结果显示,该遗址的年代可能为早更新世早期。因此,对该遗址中出土石制品的研究也显得尤为重要。石制品分析显示,龙骨洞古人类采集洞穴附近基岩的燧石结核为主要原料,掌握简单的石核剥片方法,除锤击法外,也见砸击法的使用。石核消减序列短,缺少定型化的工具加工,可能以获取刃缘锋利的石片为最终剥片目的。这些特征类似于非洲的奥杜威技术体系。据介绍,目前世界上发现的最早的人属成员年代大约为280万年,化石发现于东非埃塞俄比亚阿法地区的Ledi-Geraru遗址。之后,东非和南部非洲地区存在多处年代早于200万年的古人类遗址,如埃塞俄比亚距今约230万年的Hadar遗址、马拉维距今约240万年的Uraha遗址等。对于早期人类何时走出非洲,迁徙到欧亚大陆地区,目前最早的证据来自于西亚格鲁吉亚的Dmanisi遗址,年代距今约185万年。在欧洲,最早的人类活动证据发现于意大利距今约160-130万年的PirroNord遗址和西班牙距今约140万年的BarrancoLeón遗址。两处遗址的年代均晚于西亚的Dmanisi遗址。在欧亚大陆东端,早期人类出现的时间也相对较早,跨越的纬度范围较大。东南亚印度尼西亚桑吉兰地区发现的直立人化石,是目前古人类在该区域活动的最南界,氩-氩法测年结果为距今约166万年。而中国北方泥河湾盆地的马圈沟遗址是目前早期人类活动的北界,古地磁年代也为距今约166万年。华南长江流域龙骨洞遗址作为一处古人类化石和石制品共存的遗址,为人们提供了更为丰富的考古学信息。同时,也为人们探讨早期人类的迁徙、扩散提供了新的证据。结合人类牙齿化石的研究,科研人员倾向于认为最早迁徙到东亚的古人类可能是掌握奥杜威技术的能人。他们较为广泛的分布和活动范围,表明了最早占据欧亚大陆的古人类已经具备成功的适应策略。该研究得到中科院率先行动“百人计划”(C类)支持。图1:龙骨洞遗址不同发掘剖面的地层对比及古地磁年代结果(李浩供图)图2:龙骨洞遗址发现的古人类牙齿化石(刘武供图)图3:龙骨洞遗址发掘出土的石片(李浩供图)图4:龙骨洞遗址发掘出土的石核和石片(李浩供图)对,现代人类起源于欧亚大陆,在中国能找到各个时期人类的化石,而非洲,猩猩的化石比较齐全龙骨化石人类遗址。

    2017-06-04 19:53:19
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