密肋壁板结构计算模型及静力弹塑性反应分析

结合前期密肋复合墙体与密肋壁板结构的试验研究,将密肋复合墙体中砌块等效为均匀受力的斜压杆,推导出等效斜压杆的弹塑性应力-应变公式,提出在等效斜压杆中设置轴向塑性铰,由此建立密肋复合墙体的弹塑性计算模型;研究密肋复合墙体的弹塑性屈服机制;建立密肋壁板结构的弹塑性计算模型,并对结构进行静力弹塑性反应分析;最后提出密肋壁板结构抗震性能评估方法.理论分析和试验表明:采用等效斜压杆模型对密肋复合墙体进行分析能较好的反映墙体"三阶段"破坏特性;建立的结构弹塑性计算模型能较好地模拟密肋壁板结构的真实破坏过程,为结构的抗震性能评估及弹塑性动力反应分析提供简化的力学模型.     

生土结构房屋的承重夯土墙体抗震性能试验研究

对村镇建筑中使用的生土结构房屋承重夯土墙的受力及抗震性能进行试验研究,设计了三片夯土墙试件.对试件施加竖向荷载和低周反复水平荷载,研究夯土墙体在地震荷载作用下的破坏过程、破坏形态、滞回曲线和骨架曲线的特征以及墙体的水平承载力和变形能力等.通过对比试验,分析了构造柱、圈梁在夯土墙体中的作用以及土中掺和料对墙体受力性能的影响,指出影响夯土墙抗震性能的主要因素及一些施工中应该注意的问题,提出夯土墙承重墙体的抗剪承载力计算公式.     

小高层密肋壁板结构复合墙体抗弯性能试验研究

通过两榀1/2比例两层两跨密肋复合墙体模型在竖向荷载、水平荷载及附加弯矩共同作用下的单调加载试验,模拟12层小高层结构中底层墙体的受力性能,着重从墙体的破坏过程、破坏模式、承载力、变形性能、钢筋应变分布以及抗弯刚度退化等方面进行较深入地研究分析.结果表明,底层墙体在压、弯、剪复合受力状态下,其破坏模式主要为弯曲型破坏,其延性及变形性能不及剪切型破坏墙体.为保证墙体具有较好的延性及变形能力,在设计中应确保边框柱与复合墙板之间的合理匹配.     

新型土坯墙体房屋抗震性能试验研究

提出了一种新型土坯墙房屋,对新型土坯墙房屋承重墙体的受力及抗震性能进行试验研究。设计三片新型土坯墙试件,研究土坯墙体在竖向荷载和反复水平荷载作用下的破坏过程、破坏形态、滞回曲线和骨架曲线特征以及墙体水平承载力和变形能力等,同时,研究新型构造措施对土坯墙抗震性能的作用。试验表明：新型土坯墙体的破坏模式与配筋混凝土小型空心砌块相似,土坯墙体具有良好的承载力和变形能力。新型构造措施对墙体整体抗震性能作用明显,其连接构造至关重要。与计算结果比较得出,在建筑抗震概念设计原则指导下,抗震设防7度区采用新型土坯墙建造二层房屋具有可行性。     

高宽比对土坯砌体破坏模式的影响

为了研究不同高宽比的土坯墙体的破坏模式,在试验研究与有限元模拟的基础上,得到了不同高宽比下土坯墙体的破坏机理与破坏模式.对比分析了不同高宽比对墙体的承载力、延性、刚度等抗震性能的影响.结果表明:高宽比0.5≤λ≤1.2时,墙体发生合理的剪切型破坏;高宽比1.2≤λ≤1.5时,墙体发生沿水平截面的剪摩破坏.研究结果对于土坯墙体的抗震设计具有一定的参考意义.     

新型3D板墙体抗震性能试验研究

为了解新型3D板墙体构件的抗震性能及其影响因素,通过对3片新型3D板墙体进行低周反复加载试验,获得试件的破坏特征、承载力、荷载—位移滞回曲线以及荷载—应变曲线等,研究该类墙体的承载能力、变形性能和耗能能力。试验结果表明：新型3D板墙体结构受力性能良好,整体性较强,具有良好的延性性能和耗能能力。高宽比和墙端构造对墙体的抗震性能具有较大影响。高宽比较大时,地震作用时墙体趋于发生弯曲破坏,对提高结构延性,增强结构耗能能力,改善结构抗震性能具有重要作用。通过采取墙端构造措施,可以有效提高墙体整体刚度、承载能力、延性和耗能能力,有利于结构抗震,但对延缓墙体裂缝出现作用不大。     

盒式连接全装配式复合墙体抗震性能试验研究

为加大装配式复合结构在低多层建筑的适用性,本文在装配整体式复合结构的基础上进一步优化墙板边界连接构造,提出一种新型的全装配式复合墙结构。对结构中采用盒式连接水平缝的全装配式复合墙体进行拟静力试验,深入研究了该类墙体的破坏模式、滞回特性、承载能力、延性性能、刚度退化规律和耗能能力等抗震性能指标,并对比分析了不同盒式连接件构造Wall shoes（WPC）、集成钢筋式（IPC）、分布钢筋式（DPC）对墙体基本力学性能的影响。研究结果表明：全装配式复合墙体是一种轻质、高强、节能、抗震性能良好的结构受力构件,试件中的填充体、中部肋格、边肋柱依次发挥作用,并得到墙体3个阶段的受力特点。相比DPC试件,IPC的屈服荷载和峰值荷载分别提升6%和10%,WPC分别提升2%和5%;试件的位移延性系数均大于3.3,符合钢筋混凝土结构抗震设计要求;各试件的刚度退化规律基本相同,其中,DPC试件的刚度退化速率最快;各试件的累积耗能均呈累积增长趋势,IPC累积耗能是WPC累积耗能的1.08倍,是DPC累计耗能的1.13倍。3种不同形式盒式连接构造均具有可靠的连接性能,集成钢筋式盒式连接综合抗震性能表现最优,其生产及安装方式也更为简单高效,适合运用于实际工程。     

底框-密肋复合板结构非线性有限元分析

针对底框—密肋复合板结构受力复杂的特点,为了探讨结构整体在地震中受力与变形全过程,本文采用IDARC有限元分析软件,依据Park三参数滞回退化规则,建立计算模型,通过对比分析结构滞回曲线计算值与试验值,结果表明曲线吻合良好,以验证模型的正确性,为该类结构计算分析提供参考。运用ANSYS模拟结构在弹塑性阶段的细部受力特征及加载过程的裂缝发展变化,与试验现象进行对比,进一步说明密肋复合板结构层层嵌套的构造形式使得整体结构抗震性能提高,并基于ANSYS有限元分析模型,探讨洞口尺寸和位置的改变对墙体抗震性能的影响。     

装配式圈梁构造柱约束蒸压粉煤灰砖墙体抗震性能分析

为解决砖砌体结构抗震设防水平低、墙体材料能耗大及构造措施不规范等缺点,提出适用于砌体建筑的新型装配式蒸压粉煤灰砖墙体结构型式。首先构造了4类新型装配式配筋砌块(构造柱砌块、圈梁砌块、清扫砌块和半砖砌块),其优点是作为墙体材料的同时可以兼做施工模板,从而满足无模板化施工工艺要求;然后进行了蒸压粉煤灰砖砌体短柱轴心受压试验,分析其破坏形态和变形特征并得到抗压强度、弹性模量和应力-应变曲线等本构参数;采用数值模拟的方法从极限承载力、刚度退化和延性等3个方面,对装配式圈梁构造柱约束的蒸压粉煤灰砖墙体抗震性能进行分析,结果发现:本文提出的蒸压粉煤灰砖受压本构模型形式简单且与试验数据吻合较好;装配式圈梁构造柱与现浇圈梁构造柱对普通砌体墙体和蒸压粉煤灰砖砌体墙体的抗震性能具有显著提升作用,两种构造措施对墙体承载力和刚度的影响规律相近,且装配式构造措施约束墙体的延性优于现浇构造措施约束墙体;蒸压粉煤灰砖墙体承载力较大且抗震性能优于普通砖墙体,两种墙体的延性和刚度退化率等力学性能较为接近;本文提出的装配式圈梁构造柱约束蒸压粉煤灰砖墙体的施工工艺简便且适用范围更广泛。研究成果对于解决传统砌体建筑施工及抗震中存在的问题并拓展蒸压粉煤灰的应用具有重要借鉴意义和参考价值。     

点接触式密肋复合墙体抗震性能及承载力计算方法

为了研究密肋复合墙结构多道防线工作机理,提出了RC框格与X型填充砌块、墙板与外框架在角点处连接的点接触式密肋复合墙体,并对其抗震性能进行了试验研究.通过对试验结果进行分析,探讨了墙体的主要破坏形态和破坏过程,研究了墙体的滞回特性、承载力和耗能能力等抗震性能,并与标准墙板试验结果进行了对比,同时对墙板中钢筋应变进行了分析,提出了点接触密肋复合墙体承载力计算公式.结果表明,点接触式墙体与标准墙体相比其承载力和耗能性能略差,但由于墙体各道防线之间的地震作用传递途径和分配关系相对明确,不同阶段的墙体计算模型比较简单,可以通过对各阶段的精确分析计算实现密肋复合墙结构的控制设计,且各道防线之间的分离更易于结构构件的震后修复和更换.     

框支密肋复合墙体拟静力试验研究

为研究底部大空间框支密肋复合墙结构的抗震性能,结合新型斜交肋格密肋复合墙板结构,进行2榀底部框架-剪力墙上部密肋复合墙体结构1/2比例模型拟静力试验.分析正交肋格和斜交肋格框支密肋复合墙体在低周反复荷载作用下的破坏过程、传力机理,探讨结构层间位移滞回特性,各构件钢筋的荷载-应变曲线,墙体的残余变形率.试验结果表明:框支密肋复合墙结构抗震性能优越,墙板独特的斜交式肋格构造形式有效提高结构的延性、变形性能,抗倒塌能力和可修复性.     

密肋复合墙体的静力弹塑性分析

针对新型密肋壁板结构中的复合墙体建立了Push-over分析简化计算模型，采用Push-over分析方法，利用大型结构分析程序SAP2000n对复合墙体进行了罕遇地震作用下的计算，并与试验结果进行了比较．分析表明Push-over分析是对这种新型复合墙体进行弹塑性分析和性能评估的一种有效的方法，由于复合墙体独特的构造特点，使其承力构件（砌块、框格）能够分阶段释放地震能量，从而可有效提高结构的耗能能力和抗倒塌能力．     

密肋复合墙体多目标优化设计方法研究

密肋复合墙体是密肋壁板结构体系的主要受力构件,墙体的优化设计方法研究是结构体系设计理论的重要组成部分.本文研究了密肋复合墙体多目标优化设计方法;提出了综合考虑墙体的安全性(墙体斜截面抗剪承载力)与经济性(墙体造价)的多目标优化设计数学模型,并利用序列二次规划法(SQP)在Matlab软件系统上进行优化计算,同时给出了优化设计计算算例.理论分析与计算结果表明:将多目标优化设计方法用于密肋复合墙体的优化设计中,可使各个分目标都较为满意,兼顾了墙体安全性与经济性两方面的要求;方法合理、可行,具有一定的工程实用意义.     

加气混凝土砌块置换加固受损密肋复合墙抗震性能试验研究

针对密肋复合墙的构造特点及在地震作用下"砌块-框格-外框"的破坏顺序,提出利用加气混凝土砌块置换墙体中破坏的砌块以恢复和提高受损密肋复合墙结构抗震性能的加固方法.对加固后的密肋复合墙进行了低周反复荷载试验,分析了墙体破坏过程和钢筋应变状况,重点研究了加固后复合墙的滞回曲线特点及承载力、刚度、延性等抗震性能,并与空框格框...     

基于ETABS的斜交密肋框架结构地震反应分析

目的研究斜交密肋框架结构在小震下的地震反应和大震下的构件屈服顺序及主体安全性能．方法运用ETABS程序对试算结构进行建模计算．通过改变框架内部密肋框格的构造形式,比较结构基本动力特性的变化规律．结果弹性地震反应分析表明,嵌入的密肋框格与外框架共同工作,提高了结构抗侧刚度,改变不利振型出现顺序,降低了平面不规则结构的平扭耦联效应,使结构整体受力更趋合理;Pushover分析表明,倾斜设置的框格杆件传力路径更直接,首先参与结构抗震,通过自身的屈服和破坏发挥耗能减震作用,结构具有先密肋框格后外框架的分步延性破坏机制,符合现代结构分灾抗震设计原则．结论斜交密肋框架结构的提出,对于改善中高地震烈度区框架结构的抗震性能具有重要意义．     

密肋复合墙板恢复力模型研究

为了研究密肋复合墙板的恢复力模型特性,对9块模型墙板进行了周期反复荷载作用下受力性能的研究,介绍了墙板的破坏过程及滞回曲线的特点,根据骨架曲线以及刚度退化的分析,并利用反向加载时曲线指向最大值的规律,建立了复合墙的四线形恢复力模型,通过试验拟合及理论分析提出了骨架曲线中各特征参数点的计算方法,试验值与计算值吻合较好,说明该恢复力模型能够反应密肋复合曲线墙开裂-屈服-破坏的全过程,为密肋复合墙体结构进行弹塑性时程分析提供了依据.     

密肋复合墙板框格与填充块相互作用机理研究

为了研究密肋复合墙板中框格与填充块间的相互作用机理,进行了5个框格单元的单调加载试验,讨论了框格单元的破坏过程及破坏特征,试验表明:填充块的作用可等效为铰接于框格的对角斜压杆.基于弹性地基梁理论提出了斜压杆等效宽度计算方法及强度、刚度的计算公式.计算表明:简化模型能够较好地模拟框格单元在弹性阶段的受力性能,为进行复合墙板的受力分析及设计提供理论基础.     

带缝剪力墙及外砌保温空心砖抗震稳定性试验研究

通过对外砌保温空心砖带缝剪力墙体进行水平低周反复加载试验,研究了外砌页岩保温砖墙的破坏形态、变形能力和抗震稳定性能以及混凝土剪力墙的变形和抗震性能.研究结果表明,外砌页岩保温空心砖墙体具有较好的抗震稳定性;设置竖缝可以改变构件的破坏形态,合理设置竖缝,在承载力下降较小的情况下,可以较大程度改善剪力墙的变形性能,同时使结构具有较好的抗震性能.     

双钢板-混凝土剪力墙轴心受压性能试验研究

双钢板-混凝土剪力墙是由钢板和混凝土通过抗剪连接件连接组成的新型竖向组合构件和抗侧力构件,其作为一种新型结构具有结构强度高、抗震性能好、施工方便快捷等特点。但对于这种新型结构,设计应用多以具体工程具体研究的方式进行,缺少专用的规范标准。为研究双钢板-混凝土剪力墙的轴向受力性能,完成了4片双钢板-混凝土剪力墙的轴心受压试验,分析了剪力墙在轴心荷载作用下的受力性能和破坏形态,探讨了不同距厚比和对拉螺栓数量对钢板局部屈曲、破坏形态以及承载能力的影响规律。试验结果表明,距厚比对墙体的局部屈曲、破坏形态有较大的影响,但对刚度和承载力影响并不十分显著。