复合式夹芯外挂墙板抗冲击性能试验和数值分析

颜大为; 完海鹰; 梁俊晖; 王兵

doi:10.3724/j.gyjzG23061504

复合式夹芯外挂墙板抗冲击性能试验和数值分析

doi: 10.3724/j.gyjzG23061504

颜大为¹,
完海鹰^1,2, ,,
梁俊晖¹,
王兵³

1. 合肥工业大学土木与水利工程学院, 合肥 230009;
2. 合肥工业大学土木工程结构与材料安徽省重点实验室, 合肥 230009;
3. 安徽省电力设计院, 合肥 230009

基金项目:

安徽高校协同创新项目（GXXT-2019-005）。

详细信息

作者简介:
颜大为，博士研究生，主要从事钢结构与组合架构的研究。

通讯作者:
完海鹰,教授,主要从事大跨空间网格结构的研究,wanhy8858@163.com。

计量
- 文章访问数: 8
- HTML全文浏览量: 2
- PDF下载量: 0
- 被引次数: 0
出版历程
- 收稿日期: 2023-06-15
- 网络出版日期: 2026-01-06

Impact Performance Testing and Numerical Analysis of Composite Sandwich Exterior Wall Panels

1. School of Civil Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China;
2. Anhui Key Laboratory of Civil Engineering Structures and Materials, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China;
3. Anhui Electric Power Design Institute, Hefei 230009, China

摘要

摘要: 复合式夹心外挂墙板在工程实践中有着广泛的应用前景。然而，在使用阶段，墙壁可能经常受到平面外的冲击作用，故研究混凝土夹芯外墙板的冲击性能十分必要。为此开展了复合式夹芯外挂墙板的冲击性能试验和数值模拟，制作了两个具有不同跨度的复合式夹芯外挂墙板试件，开展冲击性能试验，获悉墙板试件的动力响应和破坏机理。随后利用ABAQUS建立了冲击载荷下墙板的有限元模型，同时考虑材料在不同应变速率下的强化效应。通过与试验结果对比，验证了有限元模型的准确性。基于此开展了参数分析，评估了落物高度、落物质量和刚度以及边界条件等6个参数对复合式夹芯外挂墙板冲击性能的影响。在一定范围内，落物高度、重量、刚度与冲击力之间存在一定的正相关，边界条件增强，冲击相应时间缩短。
- 复合式夹芯外挂墙板 /
- 冲击性能 /
- 数值模拟 /
- 参数分析
Abstract: Composite sandwich exterior wall panels have broad application prospects in engineering practice. However， they might often be subjected to accidental impact during their service life， making it essential to investigate their impact performance. This study conducted impact performance tests and numerical simulations on these wall panels. Two specimens with different spans were fabricated and tested under impact loading to investigate the dynamic responses and failure mechanisms. Subsequently， a numerical model considering the strength improvement at various strain rates was established and verified against the test results. Furthermore， a parametric analysis was conducted to evaluate the influence of six parameters， including the drop height， the mass and stiffness of the impactor， and the boundary conditions， on the impact performance of the composite sandwich exterior wall panels. Within a certain range， there is a positive correlation among the drop height， weight， stiffness， and impact force. As the boundary conditions intensify， the impact response time shortens.
- composite sandwich exterior wall panel /
- impact performance /
- numerical analysis /
- parametric analysis

HTML全文

参考文献(16)

[1]	张勇，刘宏伟. 聚氨酯泡沫铝夹层混凝土板冲击试验[J]. 混凝土，2018，349（11）:127-132
[2]	辛亚军，张立伟，刘小蛮，等. 蜂窝铝夹芯板动态冲击试验研究[J]. 机械强度，2018，40（4）:802-809.
[3]	李方贤，李建新，肖民，等. 轻钢龙骨-泡沫混凝土复合墙板的抗冲击性能[J]. 硅酸盐通报，2022，41（1）:68-75.
[4]	杨俊，陈俊雯，秦朴，等. 泡沫混凝土叠合墙板抗冲击性能试验研究[J]. 新型建筑材料，2020，47（12）:81-85.
[5]	孙补，陈瑜，曹瑞东，等. 冲击荷载下钢纤维钢筋混凝土人防墙板防护效能的试验研究[J]. 工业建筑，2018，48（12）:83-88.
[6]	夏益炜，张晨浩，刘伟庆，等. 温度作用下复合材料夹芯墙板的冲击试验[J]. 南京工业大学学报（自然科学版），2017，39（5）:133-139.
[7]	黄振宇，张维，李任. 双层钢-超轻质高韧性橡胶集料混凝土夹芯组合板抗多次冲击性能研究[J/OL]. 建筑结构学报，2023[2023-05-19]. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2021.0755.
[8]	王洪欣，查晓雄，余敏，等. 低速冲击下金属面夹芯板性能分析[J]. 振动与冲击，2014，33（10）:81-86.
[9]	TAKAZAWA H，HIROSAKA K，MIYAZAKI K，et al. Numerical simulation of impact loading for reinforced concrete wall[J]. International Journal of Pressure Vessels and Piping，2018，167:66-71.
[10]	THAI D K，KIN S E. Failure analysis of reinforced concrete walls under impact loading using the finite element approach[J]. Engineering Failure Analysis，2014，45:252-277.
[11]	国家建筑材料工业局. 钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯板:JC 623—1996[S]. 北京:机械科学研究院标准出版中心，1996.
[12]	中华人民共和国住房和城乡建设部. 混凝土结构设计标准:GB/T 50010—2010[S]. 北京:中国建筑工业出版社. 2024.
[13]	ABRAMOWICZ W，JONES N. Dynamic axial crushing of square tubes[J]. International Journal of Impact Engineering，1984，2（2）:179-208.
[14]	HAN L H，HOU C C，ZHAO X L，et al. Behaviour of high-strength concrete filled steel tubes under transverse impact loading[J]. Journal of Constructional Steel Research，2014，92（1）:25-39.
[15]	FIB. CEB-FIP model code 1990[S]. Trowbridge，Wiltshire，UK:Redwood Books，2010.
[16]	JIN L L，XUE M C，WEI J H. A study on the constitutive model and parameter identification of polystyrene plastic foam[C]// The 13th National Packaging Engineering Academic Conference. Beijing:2011:99-103.