装配式钢管密肋保温复合墙体抗震性能试验研究

为研究钢管分布形式对钢管密肋保温复合剪力墙墙体抗震性能的影响,设计制作了4片缩尺比为1∶2的装配式钢管密肋保温复合剪力墙墙体,通过对1片剪力墙墙体的轴压试验和3片剪力墙墙体的低周往复荷载试验,研究了墙体的破坏形态及模式、承载能力、滞回特性、骨架曲线、刚度退化以及变形和耗能性能.试验结果表明:对于竖向荷载作用下的密肋复合墙体,由于在肋柱中布置了钢管,其抗压承载力显著提高;对于低周往复荷载作用的密肋复合墙体,其主要破坏形态为整体剪切破坏,且基本按照“填充砌块—肋格—边框柱”的顺序破坏,与普通钢筋密肋复合墙相比,钢管密肋保温复合墙的抗剪承载力提高了112％,同时具有良好的变形能力和耗能性能.研究结果完善了装配式密肋复合板结构体系,为密肋复合板结构应用于高层住宅建筑提供了理论依据.     

密肋复合墙体弯压破坏模式影响因素非线性有限元分析

应用通用有限元程序ANSYS,以复合墙体剪跨比、边框柱截面尺寸及配筋率等作为变化参数,依据前期的密肋复合墙体压弯剪复合受力性能的试验及数值分析结果,对密肋复合墙体的破坏模式及其影响因素进行了非线性数值分析.根据密肋复合墙体弯压破坏模式影响因素的交互性,提出了复合墙体工程设计中防止发生脆性破坏应采取的措施.     

密肋复合墙体复合材料等效弹性板模型研究

密肋复合墙体是建筑结构新体系密肋壁板结构的主要受力构件.提出用复合材料理论对密肋复合墙体的弹性阶段进行结构分析.以Mori-Tanaka的方法为基础,建立了适用于密肋复合墙体的等效弹性板模型,并利用弹性力学对各向异性等效弹性板的抗侧刚度进行了推导.该方法考虑了肋梁、肋柱以及砌块的泊松比对弹性常数的影响及板的各向异性对整体弹性抗侧刚度的影响.结合试验资料对模型进行了验证,结果表明所建立的复合材料等效弹性板模型及其抗侧刚度推导是可行的.     

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.     

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.     

密肋轻钢龙骨复合墙体的抗剪性能

密肋轻铜龙骨复合墙体是密肋结构体系中的一种新型墙体构件形式,具有现场施工连接方便,易于工厂成批化加工等优点．为了研究其墙体的承载性能,对1／2比例密肋轻钢龙骨复合墙体与普通密肋复合墙体进行了低周反复荷载试验,对比研究了密肋轻铜龙骨复合墙体的破坏形态、铜骨应变变化规律、抗剪承载力影响因素及其实用计算公式等试验结果表明,两者的破坏形态基本一致,轻钢龙骨复合墙体的承载力明显高于普通密肋复合墙体．最后结合试验数据给出了密肋轻铜龙骨复合墙体的开裂荷载与极限抗剪承栽力的建议计算公式．     

密肋复合墙体水平承载力及抗侧刚度研究

密肋复合墙体是密肋壁板结构体系的主要受力构件之一,其受力特点与抗震性能是密肋壁板结构体系计算理论与设计方法研究的基础核心.通过对密肋复合墙体在水平低周反复荷载作用下的试验研究,分析墙体的水平承载能力及侧向变形性能.应用人工神经网络对密肋复合墙体的水平承载力及顶点侧移进行预测,平均相对误差为5.4%.提出了密肋复合墙体的抗侧刚度退化曲线和骨架曲线模型,并给出统一的表达式,为进一步的研究提供了基础.     

密肋复合墙体刚度退化全过程分析

密肋复合墙是密肋壁板结构体系的主要抗侧力构件,复合墙在荷载作用下的刚度退化规律是研究密肋结构体系抗震性能的基础性问题之一.由1/2比例密肋复合墙体低周反复荷载试验,得出了复合墙各个特征点刚度和从加荷到破坏全过程的三阶段刚度退化规律,分析了轴压比等因素对复合墙刚度退化的影响,即轴压比越大,剪跨比、外框架截面及配筋、肋柱(梁)数量及配筋越小,刚度退化速度越快,反之则越慢;同时给出了复合墙刚度退化曲线指数表达式和各变形阶段的退化系数表.讨论了改善施工工艺、采用纤维填充材料等延缓复合墙刚度退化速度的方法,为密肋壁板结构体系的工程应用提供了参考.     

点接触式密肋复合墙体抗震性能试验

为研究内填砌块点接触式密肋复合墙体的抗震性能,进行1/2缩尺比例的复合墙体低周反复加载试验,分析墙体的主要破坏形态和破坏过程,研究点接触型密肋复合墙体的受力特点,分析墙体的滞回特征、承载力、延性、刚度和耗能能力等抗震性能,并将试验结果与标准墙体试验结果进行对比.研究结果表明:点接触式墙体与标准墙体的破坏形态区别较大,其承载力、延性、耗能等性能略差于标准墙体,但由于这一形式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,进而可以通过对各阶段的精确分析计算实现密肋结构的控制设计.此外,墙体各道防线之间的分离更易于结构构件的震后修复、更换.     

密肋复合墙体双参数地震损伤模型研究

结合损伤力学的基本原理和密肋壁板结构的自身特点，采用刚度退化与规格化滞回耗能的非线性组合，提出了适用于密肋复合墙体的双参数地震损伤模型；通过对密肋复合墙体进行拟动力试验研究，分析了墙体的动力反应、滞回曲线和骨架曲线，确定了地震损伤模型参数；最后给出了密肋复合墙体在不同震害等级时的损伤指数范围和墙体三水准抗震设计的地震损伤目标建议．理论分析和试验结果表明：密肋复合墙体在遭受小震或中震后，具有稳定的水平承载能力及良好的耗能性能，在遭受大震后仍具有良好的抗倒塌能力．     

内填不同材料填充砌块生态复合墙体抗震性能对比

通过对5榀1/2比例生态复合墙体模型(内填材料分别为:加气混凝土砌块、植物纤维生土基砌块、植物纤维水泥基砌块、再生EPS轻骨料混凝土砌块和棉花秸秆砌块)在水平低周反复荷载作用下的抗震性能试验,研究生态复合墙体在低周反复荷载作用下的受力特点和破坏机制;对比不同内填材料填充砌块复合墙体的承载力、滞回特性、延性、强度退化、刚度退化和耗能等抗震性能.试验结果表明:砌块、肋格与外框能够在试验的弹性阶段、弹塑性阶段、破坏阶段依次发挥作用;内填植物纤维水泥基砌块的生态复合墙体发生“强板弱柱”弯曲型破坏,其余四榀墙体发生“强柱弱板”剪切型破坏;内填砌块的抗压强度、抗裂能力、弹性模量、与肋格的黏结能力是影响生态复合墙体特征荷载和特征位移的主要因素;5榀生态复合墙体的抗倒塌能力都较强.     

压弯密肋复合墙体正截面承载力研究

大剪跨比密肋复合墙体处于弯矩和剪力共同作用的受力状态,墙体的整体弯曲作用造成其破坏形式主要为压弯破坏.依据作者前期完成的密肋复合墙体压弯剪复合受力性能试验研究及有限元分析成果,对墙体极限压弯承载力的组成及各构件对压弯承载力的贡献进行了具有一定精度的定量分析,按照安全、方便、实用的原则对计算公式进行了简化,提出了满足工程精度要求且方便计算的压弯墙体正截面承载力设计实用计算公式.     

节能砌块隐形密框墙体受力性能理论分析

应用Ansys结构有限元分析软件,针对以前建立的节能砌块隐形密框墙体非线性有限元模型,通过参数化分析,研究剪跨比、轴压比和钢筋配筋量对墙体承载力以及刚度的影响,并研究墙体中框格单独的受力性能以及框格与砌块共同作用机理。研究结果表明：随着剪跨比的增加,墙体刚度下降幅度越大,墙体的极限承载力逐渐降低至趋于稳定;随着轴压比的增加,墙体的3个阶段的刚度以及墙体的极限承载力都有所增加;随着配筋量的增加,墙体刚度略有提高,但增幅有限,墙体的极限承载力有不同幅度的提高;纯框格的破坏模式为框架的受弯破坏,在4个角点的弯矩值最大,弯矩起控制作用,在4个角区出现了塑性铰后,结构变为机动体系,承载力下降;隐形密框和砌块的协同工作,有效地减小了框格破坏程度,对肋梁肋柱工作性能有很大的保护作用。     

密肋复合墙板在粮食平房仓中应用的可行性分析

密肋复合墙板结构是一种节能、抗震的建筑结构新体系,根据国家墙体材料革新规划,结合目前粮食仓房建筑新型墙体材料研究欠缺的特点,提出将密肋复合墙板结构引入粮仓建筑,对密肋复合墙板的粮食侧压承载力及变形等进行了计算,并将密肋复合墙体与普通黏土实心砖墙体的受力性能进行了对比,就密肋复合墙板在平房仓应用的可行性进行分析论证,分析表明密肋复合板结构应用于粮仓建筑是可行的.     

不同内填材料的生态复合墙体破坏模式

为了提高生态复合墙体的抗震性能,对不同内填材料的生态复合墙体进行低周反复荷载模型试验,模型比例为1∶2.与前期试验进行对比分析,探讨了试件的破坏机理及破坏模式.对发生不同破坏模式墙体的各部分钢筋应变进行非线性数值分析,提出并验证了墙体破坏模式的判定标准.试验结果和非线性数值分析表明,边肋柱和边框柱钢筋应变能反映墙体不同的破坏模式.因此,建议将边肋柱和边框柱钢筋应变的变化规律作为墙体破坏模式的判定标准,有利于墙体最优破坏模式的理论研究.     

隐形密框复合墙体结构的框格优化

基于非线性分析程序ABAQUS,对隐形密框复合墙体中隐形密框的轴压受力过程进行了数值分析,利用验证后的模型对隐形密框中的框格进行优化,分析了参数包括框格的高宽比和肋柱尺寸。结果表明:肋柱是墙体的主要受力构件;肋柱总截面面积不变时,每个肋柱直径为49 mm时,密框结构轴压承载力最高,延性最大。     

密肋复合墙体斜截面承载力实用设计方法

密肋复合墙体集承重、节能、保温、维护为一体,是一种新型抗震型墙体结构.通过8榀1/2比例密肋复合墙体模型在水平低周反复荷载作用下的试验,在考虑了高宽比、轴向压力、框格分法等因素的情况下,重点研究了密肋复合墙体的斜截面承载力计算方法.试验研究表明,密肋复合墙体具有良好的抗震性能,本文建立的密肋复合墙体斜截面抗剪承载力实用设计计算公式与试验结果吻合较好.     

节能砌块隐形密框墙板受力性能分析

在水平低周反复荷载作用下,通过对6片节能砌块隐形密框墙板1/2模型的试验,研究标准墙体的主要破坏过程,并对钢筋应变进行分析.结果表明,墙体的破坏过程大体可分为弹性阶段、弹塑性阶段、破坏阶段,分别对应不同的力学模型.墙体中,肋梁、肋柱与内部填充砌块、墙板与外框具有良好的共同工作特性.此外,距边第二内肋柱在弹性阶段分担部分整体弯矩,在弹塑性阶段分担部分水平荷载;内肋柱分担部分水平荷载;肋梁主要承担水平荷载;边肋柱主要承担墙体的整体弯矩.     

不同肋格形式装配式复合墙体抗震性能研究及拓优评价

为研究不同肋格形式装配式复合墙体抗震性能并进行墙体肋格形式择优,在对装配式复合墙体1/2比例模型拟静力试验及数值模拟的基础上,分析肋格形式对复合墙体抗震性能的影响规律,并对墙体肋格形式进行基于可拓优度评价法的多指标综合评价择优。结果表明墙体的承载力、延性、变形性能及耗能性能均随肋格数量的增加逐渐增大,但当肋格数量过多,墙体趋向于不利破坏模式,其抗震性能随之降低。4肋梁×4肋柱肋格布置是标准复合墙体的最优肋格形式。将可拓优度评价法应用于装配式复合墙体的综合评优,可较为科学地得出墙体的最优肋格形式,为装配式复合墙结构实际工程提供一定的设计依据。     

不同剪跨比节能砌块隐形密框复合墙体恢复力模型

为研究不同剪跨比节能砌块隐形密框复合墙体的抗震性能和恢复力特征,对6个1/2缩尺试件进行水平低周往复加载试验,考虑不同剪跨比对试件的破坏结果、滞回特性、骨架曲线、刚度退化等抗震性能指标的影响.根据节能砌块隐形密框复合墙体的滞回特性和受力特点得到该墙体的恢复力模型.研究结果表明:当剪跨比增大时,试件的延性及耗能能力提高,刚度退化速率降低;试件滞回曲线捏拢明显且都为反S形;提出的不同剪跨比节能砌块隐形密框复合墙体恢复力计算模型与复合墙体的试验曲线有较好的吻合度.