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。     

洞口对带纵向加强肋复合墙体竖向受力性能影响

设计并制作2榀1/2比例开洞(分别为窗洞和门洞)带纵向加强肋复合墙体进行竖向承载力静力试验,分析带洞口墙体在竖向荷载作用下的受力特点、破坏模式和钢筋应变变化规律,并与不开洞的带纵向加强肋复合墙体进行对比。考虑洞口位置和洞口大小变化的因素,建立墙体数值模型计算墙体的竖向承载力,对比不同开洞位置和洞口率对墙体竖向承载力的影响程度。结果表明:开门洞墙体边框柱与暗梁连接角部混凝土压碎而破坏,开窗洞墙体洞边肋柱中纵筋压屈而破坏;与不开洞墙体极限竖向承载力相比,开门洞墙体的承载力未明显降低,开窗洞墙体降低较明显;洞口率相较洞口位置变化对墙体竖向承载力影响更显著。     

水泥聚苯模壳格构式混凝土墙体抗剪试验

为提高墙体的抗剪承载力和墙体的延性的要求,研究不同轴压力的作用下对水泥聚苯模壳格构式混凝土墙体的水平抗剪性能的影响.通过对墙体试件模型进行抗剪试验及有限元模拟,分析其受力过程中裂缝的发展、破坏时的延性以及抗剪承载力.结果表明:墙体具有良好的抗剪性能,破坏时仍能保证结构的整体性;墙体试件的开裂荷载随轴压比的增大而提高,延性随着轴压比的增大而降低;墙体所受的轴压比为0.3,墙体的抗剪承载力达到最大.     

芯孔尺寸对高层格构式混凝土墙结构抗震性能影响

为研究芯孔尺寸不同的高层水泥聚苯模壳格构式混凝土墙体抗震性能,为其在实际的工程应用提供可靠的参考依据.采用有限元分析方法,围绕8度地震作用下高层水泥聚苯膜壳格构式混凝土墙体结构的地震动力响应与抗震性能变化规律,对4个芯孔尺寸不同的高层水泥聚苯膜壳格构式混凝土墙体结构进行了对比,发现了不同芯柱直径高层建筑的地震动力响应变化规律,得出在考虑端柱、边柱、转角柱加强,芯孔直径缩小到140mm时,该格构式墙体结构模型在8度基本设防地震下结构的层间位移角较大为1/454,抗震墙最大塑性层间位移角限值为1/120,从而拓宽了这种新型建筑芯孔直径限值要求.     

型钢再生混凝土框架-再生混凝土砌体墙混合结构协同工作机制研究

为探究在水平地震作用下型钢再生混凝土框架-再生混凝土砌体墙混合结构协同工作的机制,进行了1榀型钢再生混凝土框架与1榀型钢再生混凝土框架-再生混凝土砌体墙试件的拟静力试验.通过分析其试验现象、破坏机理、滞回曲线及骨架曲线,表明砌体墙在框架的约束下能显著提高结构刚度和承载能力.采用非线性有限元软件Perform-3D对试件进行了数值模拟,模拟结果与试验结果吻合较好,得到了结构协同工作时框架与墙体各自的受力状态.在此基础上对该结构进行参数分析,研究了轴压比、宽高比、配钢率和砌体墙厚度4个参数对型钢再生混凝土框架-砌体墙混合结构协同工作的影响.结果表明:随着轴压比的增加,框架-砌体墙承载力先升高后降低;随宽高比的增大,框架-砌体墙承载力显著提高;增大配钢率,框架的承载能力有所增强;随砌体墙厚度的增大,砌体墙部分的承载力和刚度显著增大,但框架部分的荷载-位移曲线变化很小.     

开洞对密肋复合墙体抗侧刚度的影响

研究了密肋复合墙体的开洞位置和洞口尺寸对其抗侧刚度的影响,引入洞口折减系数,计算开洞密肋复合墙体抗侧刚度,同时建立不同洞口参数的墙体有限元模型,分析发现:洞口位置相对坐标与墙体抗侧刚度呈二次曲线关系,洞口越居中密肋复合墙体抗侧刚度折减越大;洞口大小与墙体抗侧刚度呈线性关系,洞口越大密肋复合墙体抗侧刚度越小.利用有限元分析结果建立了开洞密肋复合墙体抗侧刚度的统计计算公式.试验验证表明:两公式计算抗侧刚度值比试验值小16%,能够满足实际工程需要.     

小型预制混凝土管桩基础抗拔承载特性数值模拟

采用HS硬化土土体本构模型,通过PLAXIS 3D有限元软件,针对浙江省软土地区试验工况,建立单桩、群桩的数值计算模型,研究不同布桩参数和不同水平载荷的作用对其抗拔承载力的影响,最后结合工程实例验证了硬化土本构模型的优越性及参数选取方法的有效性.结果表明:硬化土本构模型及参数取值方法在小型桩承载特性分析方面更加全面和准确;小型桩群桩基础存在最优桩距,合理桩间距为5d左右;水平载荷在桩正常工作载荷条件下对其上拔承载力影响较小,但在加载后期会使抗拔承载能力有所降低.数值模拟所得相关结论对小型预制混凝土管桩基础的设计具有一定指导意义.     

往复荷载下高强砖组合墙体承载力与变形研究

对一种新型高强度烧结砖组合墙体的承载能力与变形能力进行了研究.针对传统组合墙体砌块材料强度较低且墙体高宽比较小的情况,采用新型高强度的烧结页岩粉煤灰砖做材料,设计了高宽比分别为1.4和2.3的2组试件,研究了高宽比、竖向压应力以及纵向和水平配筋率等因素对墙体抗侧力和延性的影响.7片墙体的低周反复荷载试验结果表明在其他参数相同的条件下,高宽比较大的墙体,其抗侧承载力明显低于高宽比较小的墙体,但是其延性明显要好.对2种墙体在低周反复荷载和单向静力荷载作用下的承载能力与延性进行对比,结果表明在低周反复荷载作用下,配筋率越低的墙体延性越好;相反,在单向静力荷载作用下,提高墙体约束柱的配筋率,在一定范围内可以增加墙体的延性;这种墙体具有较高的抗侧能力和良好的变形能力,具有较高的实用价值.     

高延性混凝土加固砌块砌体墙抗震性能研究

为改善混凝土空心砌块墙体的脆性破坏模式,提高墙体的抗震性能,提出采用高延性混凝土（HDC）加固混凝土空心砌块砌体墙. 设计了3片无构造柱与3片带构造柱的砌块砌体墙,分别对这两类墙体采用单面HDC及双面HDC面层进行加固,通过拟静力试验,研究墙体的破坏形态、滞回性能、承载力及变形能力,为此类结构的加固设计提供试验及理论依据. 试验结果表明：对于无构造柱墙体,HDC面层可有效限制墙体斜裂缝的开展,改善墙体的脆性破坏模式,提高墙体的承载力与变形能力;对于带构造柱墙体,HDC面层提高了试件的水平承载力,加固试件的残余承载力较高,内部墙体的损伤程度较小. 通过理论分析,建立了各试件的受剪承载力计算公式,且计算结果与试验值吻合较好,可为HDC加固混凝土空心砌块墙体的抗剪承载力计算提供参考.     

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。     

拓展型复合墙体抗震性能试验研究

基于传统生态复合墙结构体系,提出拓展型复合墙结构体系,通过5榀1/2比例拓展型复合墙体模型的水平低周反复试验,对墙体的承载能力、延性特点、滞回特点、刚度退化等抗震指标进行研究,得出以下结论:5榀复合墙体都以弹性阶段开始,逐步进入弹塑性阶段,最终破坏,所有墙体破坏形式均为剪切型,是理想的破坏形态;不同墙板约束不同,导致墙板在试验过程中损坏过程也不相同;墙体的外框、肋格、砌块3个组成部分相互约束,提高自身承载能力,抑制墙体裂缝的发展,充分发挥每个组件的耗能能力;外框采用C型钢及肋格采用L型轻钢龙骨可大幅增加对砌块的约束,有效限制墙体裂缝的发展,大幅提高墙体的抗震性能;EPS轻骨料砌块在不降低极限承载力的同时可明显改善墙体延性.     

自保温组合墙体承载力试验及分析

轻质混凝土和蒸压加气混凝土砖砌体共同组成的保温节能墙体,其保温砌筑砂浆与加气混凝土砌块物理性能相近,因此砌体中两种材料的物理性能相近,且能有效的避免热桥,该结构是一种集承重和保温功能于一体的新型组合墙体.研究此类墙体的承载能力和受力性状分析可为自保温组合墙体承载力设计提供试验支撑和分析依据.通过墙体轴心抗压承载力试验,分析其破坏特征,获得了墙体承载力计算的试验数据,通过与现有类似结构的研究成果分析,提出了自保温墙体的承载力计算方法和实用公式,可供自保温组合墙体承载力计算参考.     

EPS模块剪力墙偏心受压承载力试验

目的研究EPS模块剪力墙承载力以及其破坏形态,确定偏心距对模块剪力墙承载力的影响.方法进行EPS模块剪力墙和普通剪力墙的偏心受压承载力试验,分析其荷载-位移曲线、钢筋和混凝土的荷载-应变关系.结果墙体的承载力与偏心距呈现负相关的关系.偏心距小于200 mm时,墙体几乎是全截面受压;当偏心距大于300 mm时,所有测点的应变都快速增长;构件的偏心距越大,构件属于延性破坏的机率就越大.墙体的大偏心和小偏心构件裂缝的位置是一致的,都出现在芯肋处,墙体最终的破坏都体现在受压区混凝土被压碎.EPS模块剪力墙的承载力计算式可以在普通剪力墙计算式的基础上对混凝土强度做0.7的折减.结论 EPS模块剪力墙由于芯肋的存在使墙体出现薄弱部位,削弱了墙体平面外的抗弯刚度,使其平面外稳定性变差.     

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.     

水平粘贴CFRP加固多孔砖砌体墙的抗震性能试验

目的研究水平粘贴CFRP加固多孔砖砌体墙的抗剪承载力及延性,探讨CFRP粘贴基层处理方式对多孔砖砌体墙抗震加固性能的影响.方法通过对3片多孔砖砌体墙试件的低周反复荷载试验,分析了采用水平方向粘贴CFRP加固的多孔砖砌体墙的破坏过程及加固效果,讨论了加固后的墙体试件的受剪承载力、受剪破坏形态以及CFRP粘贴方式对加固墙体抗震性能的影响.结果对比未加固的墙体,有砂浆基层的CFRP加固的墙体试件开裂荷载及受剪承载力分别提高了3.6%和8.2%,极限变形增大1倍;直接在砌块表面粘贴CFRP加固的墙体试件开裂荷载及受剪承载力分别提高了16.3%和27.8%,极限变形增大1.5倍.结论多孔砖砌体墙上水平方向粘贴的CFRP能延缓墙体裂缝的开展,提高墙体的抗剪承载力,增强墙体的整体性,增大墙体的极限变形,从而改善墙体抗震性能;直接将CFRP粘贴在墙体的砌块上抗震加固效果更好.     

形状记忆合金作为钢框架混凝土墙结构抗剪连接件性能研究

目的利用形状记忆合金的超弹性,制成抗剪连接件应用在钢框架混凝土墙结构,解决传统抗剪连接件在地震或其他动力荷载作用下发生低周疲劳破坏的问题.方法对传统推出试验方法进行改进,即中间混凝土块两边为H型钢,便于水平力的施加,试验过程中考虑水平力、截面尺寸等因素对抗剪连接件力学能力的影响.结果施加0 kN、2 kN和3 kN水平力的抗剪连接件极限承载力分别为28.2 kN,23.4 kN,22.7 kN,位移量分别为4.63 mm,1.84 mm,1.47 mm.直径8 mm抗剪连接件极限承载力为42.6 kN,位移量分别为2.03 mm.C35混凝土等级条件下抗剪连接件极限承载力为31.3 kN,位移量为1.54 mm.结论水平力的施加会降低抗剪连接件的承载能力和位移量,水平力施加越大,抗剪连接件的承载力和位移量越小;增加抗剪连接件的截面尺寸和混凝土等级可以有效提高抗剪件的承载能力.     

砌体结构地震倒塌过程仿真及抗倒塌影响因素

在强震中砌体房屋易倒塌,为了对其倒塌过程仿真及对影响结构倒塌的因素进行分析,采用显式动力有限元软件ANSYS/LS-DYNA,对某结构模型进行倒塌过程仿真;同时分析了构造柱、砂浆强度、开洞率、块体密度以及窗间墙与窗下墙的刚度比等因素对砌体结构抗倒塌性能的影响。结果表明:在地震作用下,由于门窗洞口处易出现应力集中,故门窗洞口四角处先发生破坏;构造柱可以提高砌体结构的变形能力和整体性;一定程度上,砂浆强度越高,结构越难倒;墙体开洞率越大,越容易倒塌;块体强度一定时,密度相对较小有利于抗倒塌;当窗间墙与窗下墙的刚度比小于1.0时,窗间墙先于窗下墙破坏,窗间墙的破坏会加速结构的倒塌。     

再生混凝土空心砌块墙体的抗震性能

通过对3片不同竖向荷载作用下的再生混凝土空心砌块墙体进行水平低周反复荷载试验,考察了墙体的受力性能、破坏机理及承载能力,分析了其滞回特性、骨架曲线、延性、耗能等抗震性能.研究结果表明:再生混凝土空心砌块墙体在无竖向荷载的情况下,破坏时的裂缝数量较少,主裂缝明显;在施加竖向荷载的情况下,破坏时无明显主裂缝,结构受力均匀.墙体的滞回曲线较饱满,延性较好,耗能能力较强,抗震性能良好.试验墙体的刚度退化趋势大致相同,墙体的初始刚度较大,开裂后刚度退化迅速.     

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。     

低层装配式竖缝中空剪力墙抗震性能

为改善低层装配式混凝土结构的抗震性能,提出一种低层装配式竖缝中空混凝土剪力墙形式,为检验其抗震性能,采用数值模拟方法,建立了4片具有不同缝间墙高宽比的剪力墙模型,通过对比4片墙体模型在低周反复加载下的数值试验结果,研究装配式竖缝中空剪力墙的抗震机理和抗震性能的影响因素.结果表明,不同缝间墙高宽比的墙体滞回曲线形状一致,滞回曲线随缝间墙高宽比的增大饱满程度更高;墙体承载能力和刚度随缝间墙高宽比增大而有所降低,但降低程度不大;通过在低层装配式剪力墙中设置竖缝,改善了墙体延性;竖缝中空剪力墙可用于低层装配式结构中,具有较好的推广价值.