科技成果

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成果名称: 强震作用下型钢混凝土柱-生态复合墙混合结构体系性能及设计方法研究

成果登记号: 9612015Y0490

第一完成单位: 西安建筑科技大学

联 系 人: 陈钰

成果类型: 应用技术

应用行业: 建筑业

成果简介:

   (1)来源与背景:该项目来源于住房和城乡建设部建筑节能与科技司(强震作用下型钢混凝土-生态复合墙混合结构体系性能及设计方法研究),对于我国而言,目前国内城市固体垃圾的存量已经达到了70余亿吨,其中建筑垃圾可以占到总量的40%左右。无论是露天堆放还是填埋地下的建筑垃圾都会在一定时间段内对所处土壤产生影响,改变土壤的物质组成,造成大量土地生产力的下降;堆放和填埋的建筑垃圾在发酵和雨水作用下也会对当地地表水和地下水造成污染。在上述背景下,对建筑垃圾的有效处理便成了当前亟待解决的问题。砂石等天然建筑骨料是一种不可再生资源,无节制开采会带来严重建筑材料资源危机。尽管建筑废弃物中成分极其复杂,但其中废弃混凝土、砖石所占的比重较高,将其分拣、破碎、清洗及分级后可作为粗细骨料再利用;使用再生骨料混凝土来代替天然建筑骨料,可以显著降低新的建筑对环境的影响;据估计,将每1%的天然骨料用再生骨料进行代替,就能够在建筑工程中减少8吨建筑废料的产生。   (2)技术原理及性能指标:参考现有国外及国内抗震性能评估的方法,以试验数据及现象为标准对这一新型结构体系进行结构性能水准指标的确定。并结合我国现行规范对该结构中不同构件在不同性能水准要求时给出了特定的性能目标。为方便设计和分析,分别按照构件变形与结构层间侧移角的量化指标给出了结构的性能水准。参照试验材性及结构试验数据建立了宏观墙-纤维梁柱数值模型,计算结果与试验骨架曲线对比误差较小,验证了该模型的合理性。考虑了墙体不规则布置的情况下,建立了6种框架-砌体墙结构有限元模型。对模型分别进行了静力推覆分析,结合本文确定的结构与构件抗震性能水准,对模型进行了抗震性能评估。通过性能评估认为:按照空框架进行结构设计后再进行墙体的填砌,即使墙体填砌布置不规则,结构仍能够达到规范要求的抗震性能目标。   (3)技术创造性与先进性:本课题研究组基于前期对型钢混凝土的研究,将型钢再生混凝土框架和再生混凝土空心砌块结合起来,形成框架-砌体墙结构体系,创造出一种适合当前社会需求的新型结构体系,以期将型钢混凝土结构优异的抗震性能与再生混凝土良好的环保效益结合起来。   (4)技术的适用性:型钢再生混凝土结构是采用再生骨料配制的混凝土与型钢组合而成的新型结构,具有很高的环保和经济效益,并且拥有较好的抗震性能。再生混凝土空心砌块是用较细的再生骨料、水泥与水经过拌合,压制而成的砌体材料,用该种砌块建造的砌体墙能够大量利用废弃混凝土,可以获得很大的环保效益。因此该新型结构体系具有广阔的应用前景。该成果可以充分利用当前城市建筑垃圾来创造经济效益而且获得很大的环保效益,各项性能指标良好,特别是良好的抗震性能,能够满足当前结构发展需要。