装配式结构读书报告——对研究领域的全面了解

装配式结构读书报告——对研究领域的全面了解

刘建武

广州大学淡江大学工程结构灾害与控制联合研究中心广东广州510006

摘要：目前，我国建筑行业主要采用的施工方式是现场施工。这种传统的施工方式依赖于丰富而廉价的劳动力，劳动强度大，现场管理混乱，是一种粗放型的施工方式。装配式建筑则是近年来新兴的一类建筑，其特点是建筑由预制构件在现场装配而成，由于装配式建筑的建造速度快，节约劳动力，质量有保证。因此装配式建筑越来越得到业界的重视，并有了长足的发展。

关键词：装配式；抗震；整体式

1、FRP筋增强混凝土结构研究的一些新进展

①纤维塑料筋（FRP筋）：轻质、高强、耐腐蚀、抗疲劳

②完成了一系列关于FRP筋混凝土梁的试验研究与理论分析，主要包括：GFRP筋、CFRP索、AFRP索的粘结性能研究；非预应力FRP筋混凝土梁单调静力性能研究；有粘结、部分粘结预应力CFRP筋混凝土梁单调静力性能研究；有粘结、部分粘结预应力CFRP筋混凝土梁抗震性能研究；预应力CFRP筋混凝土梁在300万次疲劳荷载作用下的受力性能研究；GFRP筋在碱环境下耐久性能研究。

2、低周反复荷载下装配整体式混凝土框架边节点的抗震性能

①按照“强柱弱梁，强节点弱构件”的原则设计试件。

②进行低周反复荷载下的足尺模型试验，对装配整体式混凝土框架边节点的破坏形态、滞回曲线、位移延性、耗能能力、剪切变形进行了系统的研究。

③滞回曲线：指结构在低周反复荷载下，作用在结构上的力与对应位移之间的关系曲线，是结构抗震性能的综合体现。

3、高轴压比装配整体式预应力混凝土框架中节点抗震性能试验研究

①对节点足尺模型进行了低周反复荷载试验，分析了试件的滞回曲线、骨架曲线、位移延性与变形能力、变形恢复能力、刚度退化、耗能能力。

②实验结果表明装配整体式预应力混凝土框架中节点试件满足“强柱弱梁，强节点弱构件”的抗震设计要求。

4、梁纵筋锚固板锚固装配整体式梁柱边节点抗震性能试验

①进行了拟静力试验，分析了试件的滞回曲线及骨架曲线、承载能力及变形能力、刚度、耗能能力、刚度应变、框架梁曲率分布、试件变形组成。

②指出梁纵筋在核心区可靠锚固是保证节点抗震能力的前提。

5、螺栓连接装配整体式混凝土剪力墙低周反复试验研究

①进行了低周反复试验，分析了试件的破坏形态、滞回曲线、位移延性，评价了试件的正截面抗弯承载力、斜截面抗剪承载力、接缝抗剪承载力。

②试验结果表明螺栓连接装配整体式混凝土剪力墙和现浇混凝土剪力墙均发生受弯破坏，最终破坏形态为墙体拼缝处受压侧混凝土压碎，竖向钢筋压屈；螺栓连接装配整体式混凝土剪力墙的滞回曲线比现浇剪力墙的滞回曲线饱满，抗剪性能较好；螺栓连接装配整体式混凝土剪力墙与现浇混凝土剪力墙均具有较高的抗弯、抗剪和接缝抗剪安全性。

6、整体式拼缝连接的预制楼板-预制剪力墙节点试验

①进行了边、中节点试件的静力试验，记录了试验现象及破坏形态，分析了试件的竖向荷载挠度曲线、承载力及变形能力、钢筋应变、刚度。

7、装配整体式混凝土住宅结构体系研究进展

①装配整体式混凝土框架结构体系包括现浇柱叠合梁框架、预制柱叠合梁框架、预制型钢混凝土框架、预制混凝土异形柱框架、预制预应力混凝土框架。

②装配整体式混凝土剪力墙体系包括钢套筒和预留孔道浆锚连接预制混凝土剪力墙、SP叠合板预制混凝土剪力墙、预制混凝土夹心保温剪力墙。

③预制混凝土夹心保温外墙结构体系包括FRP连接件、预制混凝土夹心保温墙板。

②对BIM的信息传递过程进行了梳理，并对BIM技术所涉及到的软件进行了分类整理，介绍了BIM技术在建筑全寿命周期内管理的过程以及具体应用。

8、钢管混凝土框架穿心节点连续倒塌数值模拟

①利用ANSYS有限元软件，采用非线性静力方法对2层2跨的穿心节点平面钢管混凝土框架进行抗连续倒塌性能研究，主要研究在中柱失效后框架的剩余结构在内力重分布过程中的受力特性、传力机制，并着重分析不同的节点连接形式对平面框架抗连续倒塌性能的作用，探讨了钢梁截面高度等重要参数对关键柱破坏后框架抗连续倒塌性能的影响。

9、钢结构模块化建筑结构体系研究

①介绍了目前比较常见的多种建筑模块类型、模块化建筑结构体系、模块单元间的连接节点、基于BIM系统的模块化建筑现代化施工方式。

②对模块化建筑结构体系的受力特征进行研究，其中包括设计分析、静力性能分析、动力时程分析、静力弹塑性分析，研究刚接与铰接模块化建筑结构在不同荷载下的受力特征。

③指出需要针对其结构体系受力性能、结构抗震性能、节点及单元框架的受力性能、模块化建筑的生产施工等多方面进行研究。

④总结了目前模块化建筑常用的各种单元类型、结构体系和连接节点形式，针对国内情况对模块单元的墙板与楼梯进行选型研究。

10、高性能泡沫铝框架填充墙连接装置有限元模拟

①提出在框架与填充墙之间加入高性能泡沫铝材料，以起到保护框架主体和填充墙体，改善两者共同工作性能的作用。

②使用有限元软件ABAQUS建立框架结构模型，分别模拟了纯框架结构、框架填充墙“半固接”结构以及框架-填充墙-泡沫铝耗能结构，分析其在顶点位移加载下的性能。

11、基于模块化设计的钢框架结构抗震性能研究

①介绍模块和模块化的概念、模块化设计方法及其在各领域中的应用，结合工程实例，阐述模块化钢结构的BIM应用、模块化钢结构模型以及模块化施工。

②用SAP2000进行弹性抗震分析，通过模态分析得到结构的前十阶振型，进行反应谱分析和弹性时程分析，得到结构的基底剪力和楼层位移曲线以及相关内力图，从而考察结构在多遇地震下的地震响应特点，对比两种模型在接口刚接和接口铰接情况下的抗震性能。

③采用Pushover方法（静力弹塑性分析方法），对结构进行多遇地震和罕遇地震下的静力弹塑性分析，得到结构的能力谱曲线和变形曲线，以及罕遇地震下的塑性铰分布，从而考察两种模型的变形特点和破坏机制，对比接口刚接和接口铰接两种情况，对其抗震性能进行评价。

参考文献：

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[2]窦祖融，王怡，薛伟辰.低周反复荷载下装配整体式混凝土框架边节点的抗震性能[J].建筑科学与工程学报，2010，27（02）：61-66.

[3]廖显东，胡翔，马荣全，苗冬梅，薛伟辰.高轴压比装配整体式预应力混凝土框架中节点抗震性能试验研究[J].建筑结构学报，2016，37（10）：82-89.

[4]赵作周，韩文龙，钱稼茹，刘时伟，王悦媛.梁纵筋锚固板锚固装配整体式梁柱边节点抗震性能试验[J].哈尔滨工业大学学报，2016，48（12）：19-27.

[5]薛伟辰，古徐莉，胡翔，栗新.螺栓连接装配整体式混凝土剪力墙低周反复试验研究[J].土木工程学报，2014，47（S2）：221-226.

[6]赵作周，韩文龙，钱稼茹，王悦媛，刘时伟.整体式拼缝连接的预制楼板-预制剪力墙节点试验[J].哈尔滨工业大学学报，2016，48（06）：81-86.