高层组织墙体抗侧承载力弹塑性分析及简化公式

本文给出了两组模拟高层组合墙体在竖向和水平荷载共用作用下的拟动力试验以及其进行的弹塑性有限元分析结果。     

框支和梁支组合墙体的抗侧承载力及刚度

位于框架梁上和由纵向梁承托的横向组合墙体,由于梁的变形而使墙体的抗侧承载力及刚度均有不同程度的降低,这对底层框剪和底层大开间上部小开间组合墙体房屋的抗震性能将带来影响。本文研究了这些二、三层横向组合墙体的强度和刚度变化情况,并分析了其中的主要影响因素。     

高强页岩砖组合墙体抗侧承载力试验研究

完成了七片高强页岩砖(抗压强度等级大于MU20)组合墙体的抗侧试验,研究了竖向压应力和混凝土柱纵向钢筋配筋率对抗侧承载力的影响,分析了墙体在侧向与竖向荷载共同作用下的破坏特征及变形性能.     

冷弯型钢组合墙体抗侧刚度研究

对组合墙体抵抗水平剪力的变形特征进行了分析研究。首先将组合墙体的墙面板简化成斜向拉杆,采用等代拉杆法提出了组合墙体在弹性阶段的抗侧刚度计算公式及建议;其次通过对已有的单面石膏板、单面定向刨花板(OSB板)、一面石膏板另一面OSB板三类组合墙体抗剪试验结果的比较分析,验证了组合墙体抗侧刚度简化计算公式的正确性;最后在推导出的组合墙体抗侧刚度计算公式的基础上,分析了组合墙体高宽比、自攻螺钉间距以及墙面板厚度对组合墙体抗侧刚度的影响。研究结果表明：随着组合墙体高宽比的减小、边缘自攻螺钉加密、墙面板厚度的增加,     

高层组合墙体抗侧承载力弹塑性分析及简化公式

本文给出了两组模拟高层组合墙体在竖向和水平荷载共同作用下的拟动力试验以及对其进行的弹塑性有限元分析结果。对８～１６层，高宽比在１５＜Ｈ／Ｂ＜３５范围内的足尺高层组合砌体墙片系列进行了弹塑性有限元分析，在此基础上提出了具有一定工程精度的高层组合砌体墙片的开裂及侧向极限承载力计算公式。     

弯薄壁型钢结构住宅组合墙体抗剪承载力有限元分析

文章对水平单调加载方式下单面石膏板、单面OSB板、双面覆板(石膏板+OSB板)三类组合墙体的抗剪承载力进行有限元分析,研究墙架柱间距、自攻螺钉间距、蒙皮板等因素对组合墙体抗剪承载力的影响。分析结果表明:蒙皮板对墙体抗剪承载力影响显著;随着墙架柱间距缩小、自攻螺钉间距减小墙体抗剪承载力明显增加。     

钢管束混凝土组合剪力墙抗侧刚度及承载能力分析

钢管束混凝土组合剪力墙作为主要的抗侧力构件,其抗侧刚度和承载力对钢管束混凝土组合剪力墙的抗震分析有重要作用。对钢管束混凝土组合剪力墙的初始刚度进行了研究,在分析8组试验数据的基础上,提出了钢管束混凝土组合剪力墙初始刚度的理论表达式及钢管束混凝土组合剪力墙承载力的计算方法。结果表明,所提出的初始刚度、承载力的理论公式是精确可靠的,钢管束混凝土组合剪力墙承载力良好。     

组合墙体轴心受压极限承载力

在组合墙体试验和弹塑性有限元计算分析的基础上,建议了组合墙体轴心受压极限承载力简化计算公式,公式具有较好的精度,可供设计时参考。     

集中式预应力砖墙抗侧承载力计算公式的建议

以集中式预应力单层砖墙和多层房屋抗震性能试验研究为基础 ,借鉴 4种典型的带构造柱组合砖墙抗侧承载力计算公式 ,进行了旨在与试验实测结果相符合的数值分析。分别对各公式给予了必要的调整 ,力求反映预压应力对墙片抗侧能力的影响。在 4种计算方法对比分析的基础上 ,提出了集中式预应力砖墙抗侧承载力计算的建议公式 ,供工程设计参考。     

灰砂空心砖墙体抗侧刚度及耗能特性研究

本文根据作者所做灰砂空心砖墙体抗震性能试验结果，对墙体的抗侧刚度及耗能比进行了计算和回归分析，对比了各类灰砂空心砖墙体的抗侧刚度及耗能比，得到了如下结论：（１）带构造柱灰砂空心砖墙体的抗侧刚度最大，无、配筋灰砂空心砖墙体抗侧刚度基本相当；（２）各类墙体的初始耗能比差异不大；（３）墙体耗能比与位移成正比。     

集装箱模块化组合房屋单体纵向抗侧刚度及承载力数值分析

集装箱的纵向刚度和极限承载力是评价集装箱力学性能的重要指标。由于在实际工程中,集装箱力学性能的测试费时费力,而且在设计非标准集装箱时无法事先进行测试,因此数值模拟成为一种有效的辅助方法。通过ANSYS分析了6m和12m集装箱在不同开洞率及顶梁刚度下的纵向抗剪刚度并据此提出了纵向抗剪刚度的计算拟合公式。同时,还分析了不同开洞率下集装箱的纵向屈服和极限承载力,并给出了相应的承载力设计值建议。研究成果为正在编制的中国工程建设协会标准《集装箱模块化组合房屋技术规程》提供参考。     

弯曲对组合墙体抗侧力的影响

用弹塑性有限元法计算分析了单层和八层墙片在竖向和水平力作用下弹性阶段的应力状态及其极限抗侧承载力.结果表明弯矩对墙体抗侧承载力有很大的影响.在不考虑墙体翼缘作用的条件下,八层墙体的抗侧极限力为相应单层墙体的44%.     

开洞生态复合墙体抗侧刚度研究

通过对前期开洞生态复合墙体试验结果的研究分析,主要研究了洞口变化、暗梁与墙肢的相对刚度等因素对墙体抗侧刚度的影响;提出了基于壁式框架模型的开洞生态复合墙体抗侧刚度计算公式。     

胶合板覆面轻钢龙骨式组合墙体抗剪性能分析

为推广胶合板在低层轻钢龙骨房屋体系中的应用,本文利用有限元软件分析了胶合板覆面轻钢龙骨式组合墙体的抗剪性能。在建立有限元模型时,龙骨和面板分别选用三维梁单元和平面应力单元模拟,并考虑到材料非线性和几何非线性的影响,采用耦合双弹簧模型模拟自攻螺钉连接。基于胶合板-轻钢龙骨自攻螺钉连接性能,分析组合墙体在水平荷载作用下的抗剪承载力。通过对比分析,讨论胶合板厚度、自攻螺钉直径以及墙面板周边自攻螺钉间距对组合墙体抗剪性能的影响。分析结果表明:随着胶合板厚度增加、自攻螺钉直径加大、墙面板周边自攻螺钉间距加密,组合墙体的抗剪承载力明显增加。     

带缝钢板剪力墙抗侧刚度和承载力的计算

本文在带缝钢板剪力墙有限元分析和试验研究的基础上,推导了带缝钢板剪力墙的弹性抗侧刚度估算公式、剪切承载力估算公式,提出带缝钢板剪力墙的理论骨架线和适合工程应用的简化骨架线,得到一些有意义结论。     

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。     

自保温组合砌体结构承载力试验及有限元分析

自保温组合砌体是一种集保温和承重于一体的新型结构,为了研究其竖向承载力及其破坏特征,通过三片模型墙体竖向承载力试验和实测材料参数的有限元分析,获得了组合墙体承载能力、位移等相关基本力学性能和破坏特征.对试验结果和有限元分析结果就进行比较,有限元承载能力低于试验值10％左右,竖向变形、破坏裂缝形式基本相同.采用实测材料参数建立的有限元模型可以用作自保温组合砌体结构的承载力分析,具有一定的工程意义.     

外包发泡混凝土角钢龙骨组合墙体抗侧力试验及分析

由轻钢龙骨和发泡混凝土共同组成的墙体具有承载力高、装修方便、保温防火性能好、造价便宜等优势,具有很好的应用前景,但相关研究较少。以由┗40×10×0. 8卷边角钢构成的4个格构角钢立柱和LC3. 0发泡混凝土共同组成的3 m×1. 8 m×0. 2 m组合墙体为对象,对墙体试件在水平荷载作用下的受力特性、破坏形式和极限承载力进行了试验研究和有限元分析。研究结果表明:当水平荷载较小时,发泡混凝土与钢龙骨之间咬合较好,相互协调变形,组合墙体具有较大的抗侧刚度,墙体荷载-水平位移关系处于弹性状态;随着水平荷载的不断加大,墙体开始产生裂缝,混凝土与角钢龙骨的协同作用逐步减弱,部分混凝土退出工作,角钢立柱所受荷载增加,墙体抗侧刚度开始下降,并逐渐形成一条从墙体上端加载点开始沿对角线分布的主裂缝,墙体最终沿着主裂缝破坏,且格构角钢立柱亦发生不同程度的弯曲扭转变形;分别采用ABAQUS中的壳单元和梁单元模拟格构角钢龙骨和发泡混凝土,得到墙体试件的极限承载力与试验数据相差15%左右,说明有限元建模方法的正确和合理性。     

新型泡沫混凝土轻钢龙骨复合墙体抗侧刚度计算方法研究

为获得新型泡沫混凝土轻钢龙骨复合墙体的抗侧刚度实用计算式,分别对DD-1、DD-1(D-300)、DD-2(D-400)三片墙体进行单调加载,对DZ-1(D-300)、DZ-2(D-400)两片墙体进行低周反复加载。对钢网片蒙皮板进行等效拉、压杆简化,对泡沫混凝土进行等效压杆简化。采用位移法对抗侧刚度的计算式进行推导,然后利用DD-1的试验结果对钢网片蒙皮轻钢龙骨复合墙体的抗侧刚度计算式进行验证,利用DD-1(D-300)、DD-2(D-400)、DZ-1(D-300)、DZ-2(D-400)的试验结果得到泡沫混凝土等效压杆的刚度修正系数,进而得到新型复合墙体的抗侧刚度计算式。与试验实测值比较表明,该计算式计算结果与试验结果吻合较好。     

低屈服点钢板剪力墙抗侧刚度及抗剪承载力研究

在水平荷载作用下,低屈服点钢板剪力墙的边缘框架与内填钢板协同工作,共同参与抵抗水平力。边缘框架类似于纯抗弯框架,内填钢板会对边缘框架产生附加作用。考虑内填钢板对边缘框架的附加作用,对边缘框架和内填低屈服点钢板剪力墙钢板的抗侧性能分别进行理论分析,得到低屈服点钢板剪力墙的抗剪承载力及各阶段的抗侧刚度。利用ANSYS分析不同宽厚比低屈服点钢板剪力墙在单调水平荷载作用下的抗侧性能,并与理论分析结果对比,证明理论推导公式具有较好的准确性。