密肋复合墙板框格单元破坏模式研究

框格单元是密肋复合墙板的基本受力单元,为了详细研究框格单元的破坏过程、破坏模式及填充砌块与框格的相互作用机理,进行了3个框格单元的单调对角加载试验。试验表明:加载过程中首先在填充块对角线附近出现一至二条贯通的主拉裂缝;接着框格上、下节点及框格梁柱上出现垂直裂缝;填充块上下角区出现圆弧状受压裂缝后框格单元达到承载力极限状态,其最终破坏形式与填充块和框格相对刚度有关。基于弹性地基梁理论分析了加载过程中框格和填充材料的受力特点,指出框格单元存在三种破坏形式:砌块对角压碎破坏、砌块角部压碎破坏、肋柱肋梁节点局部受压破坏。其中第二种形式与复合墙板的各阶段破坏形式相对应,且塑性铰转动充分,是一种合理的破坏模式。最后结合试验及理论分析将填充块等效为铰接于框格的对角斜压杆,提出等效斜压杆宽度、强度和刚度的计算方法,建立单元格简化分析模型,为墙板的受力分析提供了理论基础。     

刚架-斜压杆模型在密肋复合墙板力学分析中的应用

通过对14榀不同形式的密肋复合墙板试件进行水平低周反复加载、水平单调加载以及竖向单调加载试验,研究了墙板的受力特点与破坏模式以及墙板中肋梁、肋柱与填充砌块的共同工作性能。应用刚架—斜压杆简化计算模型对影响密肋复合墙板受力特点与破坏模式的主要因素进行了研究。不同算例的分析结果表明复合墙板的剪跨比、轴压比与框格的划分形式对其受力特点具有较显著的影响;外框架、肋柱和肋梁以及填充砌块对于复合墙板的受力性能分别起不同作用。     

密肋复合墙板简化计算模型研究

在试验研究基础上 ,根据弹性地基梁理论 ,运用ANSYS有限元应用分析软件 ,对密肋复合墙板中砌块与框格的协同工作性能及砌块的受力状态进行了理论研究与有限元分析 ,建立了墙板的刚架 -斜压杆简化计算模型 ,给出确定等效斜压杆宽度的实用设计图表 ,并就理论计算与试验结果进行了对比分析     

密肋复合墙板简化弹塑性计算模型的研究

本文在密肋复合墙板大量试验研究的基础上，得到了密肋复合墙板中填充砌块等效斜压杆的应力一应变曲线，并建立了等效为全长均匀轴向分布的斜压杆轴向塑性铰，由此建立了密肋复合墙板的弹塑性计算模型。应用该模型对密肋复合墙板进行PUSHOVER分析，得到了与试验较为接近的结果，验证了该模型的可行性。本文分析计算方法可为密肋壁板结构整体模型的进一步研究提供参考和依据。     

密肋复合墙板抗侧刚度及承载力研究

对9榀不同形式的墙板进行了伪静力试验,介绍了墙板的破坏过程,分析了墙板的受力特点及影响墙板刚度及承载力的主要因素.结合试验及构造分析,按照混凝土体积不变的原则将墙板等效为正交各向异性的纤维加强复合材料,提出墙板弹性刚度计算公式;在弹塑性阶段分析了墙体承载力的组成,并以刚架斜压杆为计算模型,采用理论与经验相结合建立墙板抗剪承载力计算公式.计算值与试验值吻合较好,为密肋复合墙体结构设计提供了理论依据.     

密肋复合墙体受剪性能试验研究及弹塑性数值分析

密肋复合墙体是密肋结构中的重要受力构件,其作用是给结构提供必要的抗侧刚度并承受水平荷载作用。以9榀1/2比例密肋复合墙试件为对象进行试验研究,在保证墙体尺寸相同的条件下,依次改变轴压比、高宽比、框格数量等参数,较为系统地测试了各项设计指标对墙体受剪性能的影响。在分析试验结果的基础上,建立了带塑性铰刚架-斜撑计算模型,并基于MATLAB 6.5编写了弹塑性计算分析程序MRCS。构件中填充砌块、钢筋混凝土框格、隐形边框等采用了不同的杆系单元,考虑了杆端半刚性性能和刚域的影响,从而使结构的"开裂-屈服-失效机构形成"这一弹塑性全过程在计算中实现。经过对比,有限元计算结果与试验数据吻合较好,表明建立的计算模型及分析程序MRCS是可信的,可为密肋复合墙体的弹塑性全过程分析提供参考。     

带砌体填充墙框架弹性抗侧刚度计算方法对比分析

对于带砌体填充墙框架,当填充墙与框架紧密接触时,填充墙将会提高纯框架的侧向刚度,可能改变结构的平面及竖向侧向刚度分布,影响其在地震作用下的承载力及耗能能力等抗震性能。 为研究带填充墙框架在弹性阶段抗侧刚度的合理计算方法, 整理了以等效斜压杆模型为主的国内外相关计算公式, 并结合近年来带填充墙的框架在低周往复荷载作用下的试验, 将理论计算结果与试验实测值进行对比分析。结果表明： 在带填充墙的RC框架中,直接考虑填充墙弯曲变形和剪切变形得到的弹性阶段抗侧刚度计算值为实测值的1.94~8.05倍;在等效斜压杆模型中,斜压杆的宽度对抗侧刚度的计算结果影响很大;斜压杆宽度的取值应考虑填充墙与框架之间相对刚度的影响,其中MSJC提出的斜压杆宽度计算公式较为合理。     

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。     

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...     

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。     

装配式型钢斜交密肋复合墙抗震性能试验研究

与传统的密肋复合墙相比,装配式型钢斜交密肋复合墙是用型钢代替钢筋作为墙体肋格内的骨架,并采用斜交肋格形式形成的一种改进型密肋复合墙。为了验证该类墙体的抗震性能,进行了4个1/2比例密肋复合墙体试件的拟静力试验,基于试验分别对不同肋格骨架材料和不同肋格形式的密肋复合墙在低周往复荷载下的破坏模式、滞回特性、受剪承载力、变形能力、刚度退化和耗能能力等进行对比分析。研究结果表明：各试件破坏基本遵照“砌块-肋格-边框柱”三道抗震防线的路径,破坏形态为整体剪切破坏;采用型钢骨架和斜交肋格均能大幅提高密肋复合墙的受剪承载力和抗侧刚度,同时也能够使墙体具有良好的耗能能力;型钢斜交密肋复合墙和传统密肋复合墙的变形能力基本一致。研究为装配式密肋复合板结构的进一步优化设计与推广应用提供了试验及理论基础。     

密肋复合墙体弹塑性力学模型研究

在前期的密肋复合墙体试验及理论研究的基础上,根据刚度等效的原理提出密肋复合墙体弹塑力学模型,采用该模型对密肋复合墙体进行了Pushover分析,所得结果与试验结果相近,验证了模型的实用性。     

密肋复合墙体有效面内剪切模量的计算

密肋复合墙体结构是近年来发展的一种建筑结构新体系,密肋复合墙体是密肋复合墙体结构的主要受力构件。采用复合材料方法对密肋复合墙体的弹性阶段进行力学分析,以有效自洽法(ESCM)和相互作用直推法(IDD)为基础,把墙体视为基体-夹杂型复合材料弹性板,推导密肋复合墙体有效面内剪切模量的计算公式,结合试验资料对计算模型进行验证。结果表明,建立的基体-夹杂型复合材料等效弹性板模型是可行的。     

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。     

钢管RPC边框密肋复合剪力墙抗剪性能

为研究新型钢管活性粉末混凝土(RPC)边框密肋复合剪力墙的抗剪性能,基于统一强度理论和斜压杆计算模型,考虑材料的中间主应力、拉压异性效应以及边框架与等效弹性板之间剪应力等因素的影响,建立了此类组合墙体的抗剪承载力计算公式。利用ABAQUS有限元软件,对不同混凝土强度、轴压比、钢管屈服强度的钢管RPC边框密肋复合剪力墙进行水平单调加载,将抗剪承载力数值模拟结果与理论计算结果进行对比分析。结果表明:抗剪承载力计算值与有限元值吻合较好,验证了理论计算方法的准确性与有限元模型的可靠性; 随着密肋复合墙板肋格RPC强度等级的提高,剪力墙抗剪承载力显著提高; 随着轴压比的增加,抗剪承载力先增加后下降,且延性性能下降; 提高边框柱钢管屈服强度,剪力墙承载力略有增加,效果并不显著,但可以改善构件延性性能; 提出的抗剪承载力计算公式为该新型复合剪力墙的发展提供了理论基础。     

钢骨外框密肋复合墙体延性的非线性数值分析

为了提高普通密肋复合墙体的水平承载力和改善其抗震性能,在隐形框架里配置型钢形成钢骨外框密肋复合墙体。本文应用ANSYS有限元软件对钢骨外框密肋复合墙体进行非线性数值分析,根据不同的高宽比、轴压比和配钢率的计算结果,对该结构体系的延性及其破坏形态进行综合分析。分析结果表明,高宽比主要控制钢骨密肋复合墙体的破坏形态,轴压比对其结构的延性的影响最为显著。