多参数影响下的砌体墙体抗震性能分析

基于ABAQUS对砌体墙体建立了有限元模型,通过与试验墙体的对比,验证了所建数值分析模型的适用性;在此基础上,利用所建模型分别研究了构造柱、开洞情况、竖向压应力以及砂浆强度等因素对砌体墙体抗震性能的影响,并建立了2个层数不同的砌体结构算例,以研究结构高度对其抗震性能的影响.结果表明:构造柱能够提高砌体墙体的承载力和抗震性能;砌体墙体开洞会导致其承载力和抗震性能降低;砌体墙体的位移延性比随竖向压应力的增大而减小,但其承载力随竖向压应力的增大先增大后减小;砌体墙体的承载力和抗震性能随砂浆强度等级的提高而增大;砌体结构的结构高度越高,结构底层的受拉损伤越严重.     

现浇磷石膏-混凝土网格式框架组合墙平面外偏心受压试验研究

为研究现浇磷石膏-混凝土网格式框架组合墙的平面外偏心受压性能,按1/3缩尺比例制作4组试件进行偏心距为40 mm的竖向加载试验,每组试件均含2榀组合墙和1榀网格式框架。结果表明:试件的楼层梁先于层间梁开裂,中柱先于边柱被压溃,试件破坏时,组合墙上可见明显的现浇磷石膏崩塌现象;组合墙开洞对结构承载力有明显影响,未开洞组合墙的承载力约为网格式框架承载力的1.5倍,而开洞组合墙的承载力与网格式框架的承载力相当;现浇磷石膏可以有效分担结构的竖向偏心荷载,在同级偏心竖向荷载作用下,组合墙中混凝土构件的压应力明显低于纯网格式框架构件的压应力;弹性有限元分析的应力结果与试件开裂前的应力测试结果误差较小,明显表明现浇磷石膏的强度贡献作用。     

再生混凝土小型空心砌体素墙片的抗震性能试验研究

通过4片在不同类型和大小的竖向压应力作用下的再生混凝土小型空心砌体素墙片的水平低周反复荷载试验,研究了它的的破坏形态、抗剪承载力、延性特性等抗震性能。试验结果分析表明：再生混凝土小型空心砌体素墙片的抗震抗剪承载力低,延性和耗能能力较差,墙体的破坏呈脆性破坏。     

基于严格匀质化的无筋砌体墙平面外受力性能

为了能更简单有效地研究无筋砌体墙的平面外受力性能,采用严格匀质化方法对无筋砌体墙进行了数值模拟分析。取一个对应于试验砌筑方式的等效体积单元(Representative Volume Element,简称RVE),采用ABAQUS有限元分析软件对砌体RVE进行模拟,将砖块和砂浆的几何特性等效,得出RVE等效弹性常数。再采用ABAQUS对2片砖墙进行平面外数值模拟,有限元分析结果与试验结果吻合良好,验证了匀质化方法应用于无筋砌体墙平面外性能的合理性。在此基础上,分析了无筋砌体墙在不同墙体高度、墙体顶部竖向压应力、墙体厚度、墙体高宽比下平面外极限荷载的影响。研究结果表明,减小墙高、加大顶部竖向压应力、增大墙体厚度、减小高宽比均能提高墙片平面外极限荷载,其中,增大墙体厚度最能有效地提高平面外极限荷载。     

砌体墙抗震性能伪静力试验研究

考虑了砂浆强度等级、开洞率和高宽比3种因素,对3层砌体房屋的底层墙进行抗震性能的伪静力试验.分析了破坏形态、滞回耗能、抗震承载力、刚度退化和墙体侧移情况.结果表明,砂浆强度等级和高宽比对破坏形态的影响类似,而开洞率稍有不同;砂浆强度等级愈低、开洞率愈大或高宽比愈大时,墙体的耗能能力及抗震承载力愈小,其中开洞率的影响更为显著.开裂前,各因素下刚度退化均较快,且趋势一致;开裂后,开洞率大的试件刚度退化最快;达到极限荷载时,各因素下的刚度退化较大,为初始刚度的20%左右.开裂后,开洞率大的墙肢薄弱,墙高方向的侧移分布曲线明显外凸.     

开洞组合墙划分成组合梁和组合柱的可行性研究

在钢筋混凝土-砌体组合结构中,窗过梁与圈梁和砌体构成组合梁,窗边框与构造柱和砌体构成组合柱。本文采用ANSYS对单片11层组合墙结构整体分析和对组合梁、组合柱的正截面进行应力分析,初步证实开洞组合墙可以根据约束划分成组合梁和组合柱进行承载力研究的可行性。     

带混凝土边缘构件的配筋砌体剪力墙抗弯性能的有限元分析

采用有限元方法,使用ANSYS有限元分析软件,研究混凝土边缘构件截面、配筋率及墙片轴压比、高宽比对配筋砌体剪力墙的影响,得到边缘构件对配筋砌体剪力墙的抗弯能力有较大的提高,使得墙片的延性有很好的改善.工程中可以较好的发挥其作用.     

开窗洞砌体墙片拟静力试验研究

为了研究开窗洞砌体墙片的抗震性能,该文依据北川电信局职工住宅楼底层开窗洞的纵墙设计了一组开窗洞的墙片,通过现浇楼板把3片平行布置的墙片连接到一起建立模型。在楼板上施加配重模拟上部5层荷载,使其与原型结构具有相同的轴压比。在墙片的一端施加低周水平反复荷载进行拟静力试验。获得开窗洞墙片在分级水平荷载作用下的破坏形态和抗力特性,并提炼了反映墙片本构关系的骨架曲线。研究结果表明:开窗洞口高度范围内的墙肢易发生剪切破坏,在结构设计中应引起足够的重视,加强其抗剪强度;洞角处应力集中,墙体容易在此处出现阶梯型裂缝,若想提高砌体的开裂荷载应在洞角处加强构造措施;竖向正应力对砌体的破坏形态和承载力有重要影响。     

外叶墙为非承重墙夹芯墙的抗震性能研究

对4片高度相同、高宽比和竖向压应力不同的夹芯墙进行了水平低周反复加载试验,研究了这种墙体构件的抗震性能.根据实际受力特点,试验中水平荷载与竖向荷载都加载于试件内叶墙的形心.观测了该墙体受力-变形-损伤-裂缝-屈服-破坏的全过程;分析了该墙体的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、承载力、拉接筋受力性能和内、外叶墙协同工作能力等.研究结果表明:由于拉接筋的作用,内、外叶墙协同工作性能良好,外叶墙在试验过程中破坏轻微;试验过程中出现剪切滑移和"捏缩效应";内叶墙在高宽比较小时,呈现明显的剪切破坏,在高宽比较大时,呈现出弯剪破坏;试件的承载力随着轴压比的提高而增加.采用规范(GB 50003-2001)中配筋砌体抗剪承载力平均值计算公式进行计算,结果较试验值小.     

水平荷载作用下煤矸石空心砖墙受力性能影响因素分析

在已有煤矸石空心砖墙抗震试验的基础上,利用ANSYS软件,建立试验有限元模型,并与试验结果进行对比分析,验证有限元模型的正确性。在试验有限元模型正确的前提下,结合工程实例,确定模型尺寸,同时考虑竖向压力、砂浆强度等级、洞口尺寸及位置变化等参数对水平荷载作用下煤矸石空心砖墙体受力性能的影响,设计3个系列23个试件,对每个试件在单调荷载和低周反复荷载作用下的受力性能进行有限元模拟分析。研究结果表明:竖向压力是影响空心砖墙体的主要因素,墙体的承载能力随竖向压力的增加而提高,墙体的延性及破坏形式则随竖向压应力与墙体平均抗压承载力的比值不同而表现出不同的形式;砂浆强度等级提高,墙体的承载能力随之提高,但延性减小;洞口大小及位置也是影响墙体受力性能的主要因素。墙体的极限承载力、延性和刚度随洞口尺寸的增大而减小;当洞口居中布置时,墙体的承载能力最小,而延性较好;当门洞靠边布置时,墙体的承载能力提高,延性减小。     

HPFL加固砖砌体抗压强度试验研究

为了了解高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层(HPFL)加固砖墙的受力机理、承载力提高程度和破坏形态,制作了4组HPFL加固的普通砖砌体抗压试件及1组对比试件,采用分级加载的方法进行抗压强度试验研究,比较分析了不同加固面数和砂浆面层厚度等参数对加固砖墙的承载力、延性和破坏形态的影响。实验研究结果表明:原砖墙与加固面层能较好的协同工作,HPFL能显著地提高砖墙的抗压承载力,砖墙延性得到改善。HPFL加固砌体是一种有效的加固方法,为工程加固设计时提供参考。     

增强型混凝土永久模板—钢构架混凝土短柱轴压力学性能有限元分析

基于ABAQUS有限元数值模拟结果,探讨增强型混凝土永久模板—钢构架混凝土短柱和现浇钢构架混凝土短柱、现浇RC短柱的轴压力学性能,得出结论:增强型混凝土永久模板-钢构架混凝土短柱在轴压破坏过程中,主筋应变明显滞后于现浇RC短柱,承载力有较大幅度提高,增强型混凝土薄板有效参与工作;给出了该类型短柱的轴压承载力计算公式。     

再生混凝土多孔砖砌体轴心抗压强度试验

制作再生混凝土骨料替代率为75%、抗压强度达到MU10的再生混凝土多孔砖。对18个再生混凝土多孔砖砌体试件在轴心荷载作用下的试验进行研究。考察再生混凝土多孔砖砌体在不同砂浆强度下的受压性能和极限承载力,分析砌体的受压变形过程和破坏特征。结果表明:再生混凝土多孔砖砌体的受压性能和普通混凝土多孔砖砌体的受压性能基本相似,极限状态时多孔砖砌体被贯通的竖向裂缝分隔成若干独立小立柱,小立柱被压坏,再生混凝土多孔砖砌体轴心抗压强度略小于普通混凝土多孔砖砌体。通过对试验数据的分析,参考现行《砌体结构设计规范》建议的公式,提出了再生混凝土多孔砖砌体的轴心抗压强度计算公式。     

不同轴力对钢筋混凝土剪力墙抗震性能的影响

轴向力对钢筋混凝土剪力墙在反复荷载作用下的承载力和延性等性能具有显著影响。为系统研究轴拉力和轴压力对钢筋混凝土剪力墙的抗震性能影响规律,本文基于有限元软件开展了剪力墙拉剪性能和压剪性能的数值模拟研究。基于反复荷载作用下剪力墙的试验结果与分析模型计算结果的对比,验证了分析模型的合理性。通过7片钢筋混凝土剪力墙的受力性能分析,深入探讨了轴力对剪力墙抗震性能的影响规律。结果表明：剪力墙的承载能力和水平抗侧刚度随轴压力的增大而增大,随轴拉力的增大而减小。轴压比为0.1、0.2的剪力墙,延性较好,能够满足抗震要求,剪力墙延性随轴拉力的增大而减小。以《混凝土结构设计规范》中钢筋混凝土剪力墙的斜截面受剪承载力计算公式为基础,提出了轴力影响下剪力墙斜截面受剪承载力的分析预测公式。     

约束页岩砖砌体墙抗震性能试验研究

通过9片约束页岩砖砌体墙的低周反复水平荷载试验，研究了约束页岩砖砌体墙的破坏特征、抗震性能和抗震受剪承载力计算公式．试验表明约束页岩砖砌体墙具有良好的变形性能和较高的抗震受剪承载力，其延性系数接近约束粘土砖砌体墙延性系数，其抗震受剪承载力计算式可采用与约束粘土砖砌体墙相同的公式．在抗震性能上页岩砖完全可以取代粘土砖作为约束砌体墙的砌筑材料．     

钢筋混凝土无洞叠合剪力墙低周反复荷载试验

研究钢筋混凝土无洞叠合剪力墙的抗震性能。对4片钢筋混凝土无洞叠合剪力墙和2片钢筋混凝土普通剪力墙分别进行了低周反复荷载试验,对比研究试件的受力全过程、开裂部位、裂缝发展情况以及破坏形态,分析试件的承载能力、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、延性性能等抗震性能。研究表明:钢筋混凝土叠合剪力墙的受力性能与钢筋混凝土普通剪力墙类似,具有较好的抗震性能,剪式支架能使钢筋混凝土叠合剪力墙的预制部分与现浇混凝土形成整体,共同工作,承受外部荷载。     

开洞节能砌块隐形密框复合墙体恢复力模型

研究开洞节能砌块隐形密框复合墙体的抗震性能,对6片1/2缩尺的开洞密框复合墙体进行低周往复荷载作用下的拟静力试验,研究不同参数对结构构件受力性能的影响.试验考虑了墙体的配筋率、开洞形式对构件的承载力、刚度、变形、延性耗能、破坏形态及刚度退化等的影响,得出相应的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线等,并建立相应的开洞复合墙体恢复力模型.研究结果表明:肋柱配筋率的增加有利于提高复合墙体承载力、延性变形性能,而肋梁配筋率的增加有利于约束后期横向滑移变形,变形性能较佳;随着墙洞比系数的减小,复合墙体的强度、刚度有所增加,滑移变形较少,极限位移变形较少,前期刚度退化较平缓,后期下降段强度变化较明显,滞回曲线相对饱满,延性耗能、抗震效果较好.     

钢框架-再生混凝土空心条板填充墙的抗震性能

为研究钢框架-再生混凝土空心条板填充墙的抗震性能,对2榀单层单跨的钢框架-再生混凝土空心条板填充墙试件进行了低周往复加载试验,研究了墙体开洞对试件的破坏模式、延性、承载力和刚度等的影响,并结合有限元模拟进行了可行性验证.结果表明:墙体开洞对试件的破坏模式影响不显著,对延性、承载力和刚度有轻微的负面影响,但试件仍可以满足抗震要求.同时,针对空心条板填充墙的安装工艺与连接方式提出了改进意见.有限元模拟结果与实际试验结果吻合较好,验证了该结构体系的可行性,为其抗震设计提供了参考依据.     

部分充填钢箱-混凝土组合梁受力性能有限元分析

为了研究部分充填钢箱-混凝土组合梁负弯矩区的受力性能,完成3根简支组合梁构件在跨中两点反向对称荷载作用下的试验.选用合适的单元类型、本构关系及破坏准则,建立以模拟试验梁为对象的非线性模型,得到相应的挠度-荷载曲线和截面应变值,模拟结果与试验结果吻合良好.通过改变梁的一些主要参数,对极限承载力和跨中挠度进行预测.分析表明:若要提高极限承载力和降低跨中挠度,可依次提高梁的配筋率,加厚底板、腹板、顶板和中隔板,也可适当提高混凝土强度.     

阻尼填充墙高性能砂浆阻尼层性能试验研究

设计了一种用于阻尼填充墙的高阻尼砂浆层阻尼层,并对其进行拟静力试验,研究其力学性能.结果表明:与一般砂浆层相比,高阻尼砂浆阻尼层具有更大的耗能与变形能力.当聚灰比在0.38~0.53的范围内,随着聚合物含量的增加,高阻尼砂浆阻尼层的耗能能力和变形能力都有明显的增加,超出了这个范围,提高聚合物含量的效果不大.采用苯丙乳液和丁苯乳液共混且聚灰比为0.45的高阻尼砂浆作阻尼层能取得最大的耗能与变形能力.增大高阻尼砂浆阻尼层的厚度可以提高其水平变形能力,可以较好延缓上部砌体单元与阻尼层之间的滑移,提高阻尼层的耗能能力,但是极限承载力会随着厚度的增加而降低,阻尼层的厚度取为9mm较适宜.