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.     

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.     

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.     

加气混凝土与普通混凝土黏结界面剪切性能试验

密肋复合墙体是由钢筋混凝土肋构成的框格与内嵌轻质加气混凝土砌块组成,是密肋复合墙结构的主要承力构件.由于密肋复合墙体特殊的制作工艺,在混凝土肋与加气混凝土砌块相接触的位置处形成一黏结界面,而此类黏结界面的性能目前仍不明确,为此,有必要在材料层次上对加气混凝土砌块与普通混凝土黏结界面性能进行研究.本文以密肋复合墙结构为研究背景,采用棱柱体剪切试验的方法测定加气混凝土砌块与普通混凝土黏结界面性能,分析黏结界面倾斜角度对试件的破坏形态和界面强度的影响.结果表明,当倾斜角较小时,试件发生界面剪切破坏,而倾斜角增大,试件趋向于发生轻质加气混凝土砌块材料破坏;根据试验数据拟合出τ_n关于σ_n的二次界面破坏包络线方程,并分析界面变形特性,提出界面切应力-滑移位移特征曲线,为密肋复合墙结构构件层次和结构层次力学性能的研究提供理论和数值计算依据.     

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.     

密肋复合墙体抗震性能及设计理论研究

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——密肋复合墙体的抗震性能及设计理论进行研究．介绍墙体的主要破坏形式,提出墙体的三阶段受力模型,给出墙体的恢复力模型,探讨墙体的抗震设计方法,并提出相应的施工构造要求．理论分析与试验研究表明：墙体的破坏形式主要分为剪切型破坏、弯曲型破坏,其中剪切型破坏属于合理的破坏形式;墙体中的砌块、框格及框架,能够在试验的不同阶段依次发挥作用,具有多道抗震防线,体现出良好的抗震性能;墙体的抗震设计方法体现出抗震控制设计思想,墙体的施工构造保证了结构的整体性能．     

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.     

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.     

填充砌块对粮食荷载作用下密肋复合墙体受力性能的影响

密肋复合墙体是一种新型墙体结构,由于自重轻、抗震性能好、节能效果佳、产业化程度高、施工速度快等优点已经在民用建筑中得到广泛应用,将密肋复合墙体应用于平房仓的建设中既可以改善平房仓的抗震及保温性能,又可以减少原材料的损耗达到节能环保的效果。通过运用大型通用有限元分析软件ABAQUS建立密肋房式粮仓复合墙体模型,对墙体模型在粮食侧压力作用下的受力性能进行了非线性数值分析,针对填充砌块对粮食侧压力作用下密肋复合墙体抗弯刚度的作用,分别建立有砌块和无砌块墙体模型,通过改变填充砌块强度得出填充砌块对粮食侧压力作用下密肋复合墙体受力性能的影响,并得出了填充砌块对墙体的抗弯刚度有很大贡献的结论。因此计算粮食侧压力作用下密肋复合墙体的变形时应充分考虑填充砌块的作用。     

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.     

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.     

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.     

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.     

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.     

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.     

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.