新型复合墙体弹性抗侧刚度计算分析

本文结合课题组前期的研究成果,就一种新型结构的主要受力构件———密肋复合墙体的弹性抗侧刚度提出两种计算方法:面积等效法和复合材料法;同时,本文给出了墙体复合材料等效弹性板计算模型。理论分析与试验对比表明:一次面积等效法严格遵从抗弯等效原理,但等效后的墙体截面形状比较复杂,不适用于工程设计计算;二次面积等效法的计算过程相对简单,但等效后所得砌块矩形截面板的抗弯刚度并不等于密肋复合墙体的抗弯刚度,只是简单地按面积等效,缺乏理论依据;由双向纤维单层复合材料模型推导的墙体弹性抗侧刚度计算值与实测值吻合较好,说明该模型具有一定的理论依据和实用价值,可以满足实际工程计算需要。     

密肋复合墙体等效斜压杆模型

结合课题组前期的研究成果,对一种新型结构的主要受力构件——密肋复合墙体的弹性简化计算模型进行研究。在密肋复合墙体框格单元试验的基础上,探讨框架梁柱刚度、填充材料力学性能等主要因素对密肋复合墙体框格单元受力性能及破坏形式的影响;将墙体中的填充块对整体墙体的作用等效为铰接于钢筋混凝土框架的对角斜压杆,并分析、构造出等效斜压杆宽度的计算公式;在此基础上,建立适用于密肋复合墙体的刚架-斜压杆简化计算模型并推导出刚架-斜压杆弹性抗侧刚度公式。理论分析表明:刚架-斜压杆能够较好地反映密肋复合墙体的真实受力性能,是一种合理的简化计算模型。     

密肋复合墙体弹性刚度试验及计算分析

通过对9块1/2比例密肋复合墙体模型的抗震性能试验,探讨了影响墙体弹性刚度的主要因素;结合密肋复合墙体的特殊构造,建立了墙体的复合材料二相体力学模型;按照混凝土与砌块体积比不变原则对肋梁、肋柱同时加强,得出墙体的弹性计算常数及剪切常数;在此基础上,进一步将墙体简化为各向同性的计算模型,给出了墙体弹性模量及剪切模量实用计算公式,为密肋复合墙体的实用弹性刚度计算公式提供了必要的参数,并且计算结果与试验值吻合较好,说明该模型具有一定的理论依据和实用价值,满足实际工程计算需要。     

密肋复合墙体受力机理及抗震性能试验研究

密肋复合墙体是密肋壁板结构体系的主要受力构件,其受力特点与抗震性能不同于普通的混凝土构件,是密肋壁板结构体系计算理论与设计方法研究的基础核心。本文通过对密肋复合墙体在水平低周反复荷载作用下的试验研究,介绍墙体的主要破坏形态和破坏过程;分析墙体的受力特点;探讨墙体的承载能力、延性、耗能等抗震性能;提出墙体的恢复力模型。试验结果表明:墙体的破坏模式主要分为剪切型破坏、弯曲型破坏、剪切滑移型破坏、复合型破坏,其中剪切型破坏属于密肋复合墙体合理的破坏模式;墙体的破坏过程大体可分为弹性阶段、弹塑性阶段、破坏阶段,其对应不同的力学模型;墙体中肋梁、肋柱与内部填充砌块、墙板与外框具有良好的共同工作特性;墙体的恢复力模型可以采用退化四线型。研究表明:密肋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。     

密肋复合墙体结构轻质填充材料本构模型的研究

通过对密肋复合墙体结构常用的轻质填充材料在含水率为(6±2)%时的单轴受压试验,确定了密肋复合墙体结构的轻质填充材料单轴受压本构模型,进而基于统一强度理论.结合抗拉强度及抗剪强度试验,确定了密肋复合墙体结构填充材料的多轴破坏准则.并建立了密肋复合墙体填充材料的弹塑性本构模型.     

密肋复合墙体轴压作用下受力及影响因素研究

以弹性地基梁理论为基础,提出密肋复合墙体在轴压作用下的简化力学模型,总结出求解此力学模型的计算方法,分析影响该复合墙体组件(外框柱、内肋柱和填充砌块)力分配关系的因素,并与试验结果进行对比。理论分析与试验结果表明:该力学模型的计算结果具有一定的精确度,适合作为密肋复合墙体在轴压作用下的计算模型,为密肋复合墙体结构在轴压及抗剪作用下力学分析的进一步完善提供了理论基础;各组件分配竖向荷载比例与多种因素有关,其中边框梁抗弯刚度和肋柱间距的影响最大,边框柱刚度变化的影响最小。     

密肋复合墙体的弹塑性分析宏模型

通过对密肋复合墙体的受力性能、破坏模式的详细分析,结合低密肋复合墙体在低周反复荷载作用下的试验研究,提出了密肋复合墙体的弹塑性分析宏模型,并根据不同的破坏模式,对模型中的参数进行了分析确定。利用该模型,可以减少密肋复合墙体弹塑性分析的计算量,提高分析的精度,并为下一步进行密肋复合墙体结构的弹塑性分析提供依据。     

框架-密肋复合墙体抗震性能试验研究

框架-密肋复合墙结构是由框架与框架-密肋复合墙体组成的一种新型双重抗侧力结构.利用试验方法对该结构体系主要受力构件--框架-密肋复合墙体的抗震性能开展研究.在已有相关研究工作基础上,对1/2比例RC框架-井字形复合墙体、SRC框架-井字形复合墙体和空框格框架进行低周反复荷载试验,分析框架-复合墙体的破坏过程和滞回曲线特...     

基于遗传算法的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。在前期研究的基础上,建立综合考虑密肋复合墙体安全性(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,并采用遗传算法进行优化计算,最后给出了计算算例。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,对密肋复合墙体的设计有一定参考意义。     

新型复合墙体在竖向荷载作用下的简化计算模型

密肋复合墙体是密肋壁板结构的主要受力构件。通过对密肋复合墙体在单凋竖向荷载作用下的试验研究及有限元模拟分析,探讨了墙体在竖向荷载作用下的受力特点及简化计算模型;提出了墙体的轴心受压承载力计算公式。     

密肋壁板结构刚架-等效斜撑计算模型研究

在前期试验和理论研究的基础上,将密肋壁板结构中的密肋复合墙板等效为整体斜撑,提出结构的刚架-等效斜撑模型,并结合试验数据确立了该模型的主要参数及塑性铰的设定。采用该模型建模对前期振动台模型试验进行了模拟,结果表明,二者在各层加速度时程反应值、反应波形以及监测点的最大侧向位移方面吻合较好,说明刚架-等效斜撑模型能较好地模拟结构的动力特性及弹塑性变形情况,可用于密肋壁板结构的弹塑性时程反应分析及非线性变形验算。     

框支密肋壁板结构弹性动力反应分析

结合课题组前期研究成果,提出框支一复合弹性板力学模型,用于计算整体结构在弹性阶段的内力和变形情况,并依据该力学模型建立了框支密肋壁板结构有限元分析模型。输入地震波,对该模型进行弹性动力反应分析,分析了结构的周期、振型等动力特性,得到位移反应、速度反应、加速度反应等结果。研究分析结果表明,框支密肋壁板结构是一种理想的抗震结构体系。     

基于模糊神经网络的密肋壁板结构安全可靠性评价方法研究

随着密肋壁板结构的大量推广,对密肋壁板结构在服役阶段的安全可靠性进行综合评价,为结构的改建、扩建以及加固、维修提供依据,具有重要现实意义。基于模糊神经网络的结构安全可靠性评价方法的基本理论和评价过程,利用改进的模糊神经网络模型对密肋壁板结构进行安全可靠性评价。工程实例分析结果表明,利用该方法进行密肋壁板结构安全可靠性评价是合理、科学的。     

密肋复合墙板等效弹性常数计算方法研究

为了解决密肋复合墙板材性复杂 ,弹性常数不易确定的问题 ,通过对墙板构造的分析 ,按照截面上混凝土含量不变的原则 ,经二次单向纤维加强 ,将密肋复合墙板等效为正交各向异性的纤维加强复合材料 ,建立了墙板的复合材料力学模型 ,提出了墙板弹性常数的理论计算公式 ,在此基础上进一步将等效墙板简化为各向同性模型 ,提出实用弹性常数计算方法 ,为工程设计提供了理论依据     

竖向荷载作用下框支密肋壁板结构墙梁内力计算分析

通过对不同比例模型框支密肋壁板结构墙梁在单调竖向荷载作用下的试验,对墙梁在竖向荷载作用下的受力特点给予探讨;结合有限元分析,对影响墙梁内力分布的主要因素进行研究;以弹性地基梁理论为基础,采用三角级数解析,给出框支密肋壁板结构墙梁内力计算公式,并回归出内力修正系数。理论分析和试验结果表明,托梁与密肋复合墙体具有相当强的组合作用;采用本文提出的内力计算公式进行计算更接近试验结果。     

密肋复合墙结构极限位移值确定的研究

本文利用课题组前期进行的大量密肋复合墙板的试验数据,研究了墙板的"半退化多线型"恢复力模型,在此基础上修正现有的基于位移的抗震设计计算方法,提出适用于密肋复合墙结构的基于位移的极限性态位移目标的计算方法。将本方法应用于确定1/3比例密肋复合墙体结构的极限性态目标位移,并与试验结果进行比较。比较的结果说明本方法是满足工程使用要求的。     

多层密肋壁板结构抗震性能试验研究

介绍了6层大开间1/2比例密肋壁板结构模型房屋试验情况,对试验结果及该结构体系的抗震性能进行了分析。结果表明,多层密肋壁板结构房屋以剪切变形为主,结构承载能力、变形能力及耗能性能均较好,是一种具有很好推广前景的新型结构体系。