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...     

水平荷载下框架-密肋复合墙体的力法位移方程

目的 研究框架-密肋复合墙体的构造形式与受力特点及在水平荷载作用下其顶部位移的简化计算方法.方法 以框架与复合墙的并联机制为协同工作模型,以框架结构的位移计算方法为依据,考虑弹性状态中后期填充砌块开裂情况,根据材料力学和结构力学基本理论提出框架-复合墙体的力法位移方程,并利用型钢混凝土外框柱-密肋复合墙的试验结果对位移方程进行验证.结果 框架-复合墙体的力法位移方程与一般框架、混凝土墙位移方程有着良好的相容性;框架-复合墙体的剪切变形在总变形中所占比重较大,中高层框架-复合墙结构侧移曲线呈现明显的弯剪型特征.结论 提供了一种框架-密肋复合墙体位移计算方法,可供该结构体系的实际工程设计参考.     

高宽比对密肋复合墙抗震性能的影响

密肋复合墙是由钢筋混凝土与轻质填充砌块组成的一种网格式抗震墙,高宽比是影响抗震墙抗震性能的重要因素之一.本文在密肋复合墙低周反复荷载试验的基础上,介绍了不同高宽下密肋复合墙的破坏形态,分析了高宽比对墙体承载力、延性、刚度等抗震性能的影响,与混凝土墙进行了对比,并就其原因进行了探讨.研究表明:密肋复合墙破坏特点、延性性能受高宽比影响的变化规律与混凝土墙有着较大的区别;密肋复合墙高宽比小于3.0时,墙体以剪切破坏形态为主;高宽比对于密肋复合墙延性性能的影响较小,高宽比小于1.0的低矮密肋复合墙亦可设计为具有良好延性的抗侧力构件.研究结果对于不同高宽比密肋复合墙体的抗震设计具有一定的参考意义.     

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.     

带洞口框支密肋复合墙梁抗震性能试验研究

为了研究开洞对框支密肋复合墙梁抗震性能的影响,对1/2模型试件进行了伪静力试验研究,探讨了开洞复合墙梁的主要破坏形态、承载能力、刚度、变形能力及滞回性能,并与同尺寸未开洞密肋复合墙梁进行对比.试验结果表明:带洞口的框支复合墙梁破坏过程及模式与未开洞试件基本一致,洞口处构造柱的设置弥补了开洞所造成的承载力及刚度的降低.     

底部框架-密肋复合墙房屋结构抗震设计方法

针对地震作用下砌体墙容易开裂、延性较差和混凝土墙刚度过大易导致薄弱层向上转移等问题,提出在房屋底层设置刚度可调、延性良好的新型抗侧力构件——密肋复合抗震墙,形成底部框架-密肋复合墙上部砌体结构,从框架-复合墙受力特点、框架与复合墙协同工作模型、复合墙有效刚度等方面对其抗震性能进行了详细分析,结合相关试验给出了底部框架密肋复合墙房屋结构实用抗震设计方法和构造措施.     

开洞密肋复合墙体的受力性能研究

在课题组前期科研成果的基础上,通过对1/2模型开洞密肋复合墙体在水平单调荷载作用下的试验研究,并与标准未开洞密肋复合墙体进行对比分析,研究了开洞墙体的主要破坏特征;探讨开洞墙体的承载能力、刚度、变形能力、延性等受力性能;对开洞墙体进行钢筋应变分析;最后提出开洞复合墙体的刚度及受剪承载力的计算公式.试验及理论研究表明:开洞的密肋复合墙体的变形能力、延性好于标准不开洞密肋复合墙体,而刚度、承载力远远不及标准不开洞密肋复合墙体,设计时应加强外框柱和连梁的配筋以及墙板的竖向连接作用;钢筋应变分析表明外框柱、连梁对开洞墙体的受力性能贡献较大;提出的开洞墙体受剪承载力公式计算值比较接近试验值,适用于实际工程应用.     

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.     

框支密肋壁板结构转换层刚度比的合理取值

框支密肋壁板结构在城市建设中应用前景广泛,确定合理的转换层侧移刚度比能使结构在地震作用下弹性层间位移反应均匀并减少弹塑性变形集中,从而提高结构的抗震性能.提出框支-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,应用该模型对-7层的框支密肋壁板结构结构进行弹性动力反应分析,探讨了转换层上、下刚度比对框支密肋壁板结构侧移的影响,并提出了框支密肋壁板结构转换层刚度比的合理取值.计算结果表明:在8度区框支壁板结构的第2层与底层的侧移刚度比宜控制在0.9～1.7之间,最优刚度比为1.3.     

基于双参数地基梁的框支密肋复合墙梁受力分析

为了研究框支密肋复合墙梁的受力性能,应用弹性地基梁理论,将上部密肋复合墙体简化为考虑剪切作用影响的Pasternak双参数弹性地基,托梁视为倒置于弹性地基上的有限长梁,借鉴Vlasov模型推导了考虑材料性能差异的等效地基参数,进而建立了托梁的挠曲变形控制微分方程;采用传递矩阵法求解了墙梁界面的竖向应力分布及托梁内力,并与有限元分析结果进行了对比,二者吻合较好.结果表明,基于双参数弹性地基上的梁模型能够较好地反映框支密肋复合墙梁的受力性能.     

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.     

框支密肋壁板结构托梁内力计算

建立了框支密肋复合墙体墙梁的力学简化模型,并利用考虑水平摩阻力的弹性地基梁法进行托梁内力计算,同时应用有限元程序对算例进行数值对比分析。理论研究与计算分析表明：框支密肋复合墙体墙梁考虑墙体与托梁之间的界面剪力是必要的,否则不能充分体现托梁与墙体的组合工作性能,内力计算误差较大。     

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．     

密肋壁板结构中复合墙体的竖向承载力及稳定性研究

通过对1/2模型密肋复合墙体在单调竖向荷载作用下试验研究,探讨墙体在竖向荷载作用下的受力特点及简化计算模型;分析墙体竖向受压承载力计算公式;考虑到密肋复合墙体自身支撑情况的特点,给出墙体计算高度的理论公式;提出外框柱对高厚比的影响系数,并对墙体高厚比限值进行了修正;最后得出墙体的高厚比验算公式.理论与试验表明:考虑梁的刚度及房屋高度的影响的计算模型更接近试验结果;提出的高厚比验算公式可满足密肋壁板结构中复合墙体的稳定性要求,具有一定的实际工程意义.     

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。     

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.     

再生混凝土密肋复合墙体受力性能试验研究

对3榀1∶2比例模型,再生骨料取代率分别为100%、50%和0%的密肋复合墙体的力学性能进行对比试验.研究了再生混凝土密肋复合墙体的破坏机制、承载力、延性、刚度退化等性能.研究发现:墙体属于剪切破坏;最大水平承载力,50%取代率的墙体和普通混凝土墙体相比没有下降,而100%取代率墙体承载力下降18%;延性系数,随着取代率的增加而提高.试验表明:50%取代率密肋复合墙体具有良好的力学性能,应用于实际工程完全可行;而100%取代率墙体需慎用.     

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.