联肢生态复合墙体抗震性能及受剪承载力研究

通过1/2比例双榀联肢生态复合墙体(ECW-6)在水平低周反复荷载作用下的试验研究,分析墙体的破坏形态、破坏过程;研究墙体的承载能力、延性、变形、耗能等抗震性能;针对不同单因素变化对联肢生态复合墙体斜截面受剪承载力的影响,建立墙体的非线性有限元模型进行分析。试验结果及理论分析表明:联肢生态复合墙体与标准墙体相比具有良好的抗震性能。具体表现为,承载能力、变形以及延性均有所提高,并有较好耗能和抗倒塌能力。根据墙体斜截面受剪承载力影响因素分析,提出适用于联肢生态复合墙结构的斜截面受剪承载力计算公式,给出公式的适用范围。能够较好地反映结构的真实受力性能,在实际工程应用中有一定的适用性。     

基于统一强度理论生态复合墙体受剪极限承载力分析

基于试验研究及理论分析,结合生态复合墙体受力特性、破坏过程及破坏模式,提出生态复合墙体复合材料等效弹性板模型;建立生态复合墙体整体斜压杆计算模型。采用适用于各种材料复杂应力状态下的双剪统一强度理论,推导出生态复合墙体的受剪极限承载力计算公式,应用此公式对前期试验墙体进行分析。将理论结果与试验数据进行对比分析,结果表明:该模型能够较好的反应生态复合墙体的极限承载力特性,可用于不同尺寸、配筋和内填材料生态复合墙体的极限承载力验算。     

开洞生态复合墙体斜截面受剪承载力分析

结合开洞生态复合墙体在水平及竖向荷载作用下的受力特点,采用基于抗剪抵抗机构理论,建立开洞墙体在极限状态下的抗剪抵抗机构体系。通过数值扩展分析,推导出开洞墙体斜截面受剪承载力计算公式,并确定开洞墙体斜压杆有效强度系数的合理取值。试验研究、理论分析及数值模拟表明:提出的开洞生态复合墙体斜截面受剪承载力计算公式,具有一定的理论依据和实用价值,满足实际工程计算需要。     

开洞生态复合墙体斜截面受剪承载力分析

结合开洞生态复合墙体在水平及竖向荷载作用下的受力特点,采用基于抗剪抵抗机构理论,建立开洞墙体在极限状态下的抗剪抵抗机构体系。通过数值扩展分析,推导出开洞墙体斜截面受剪承载力计算公式,并确定开洞墙体斜压杆有效强度系数的合理取值。试验研究、理论分析及数值模拟表明:提出的开洞生态复合墙体斜截面受剪承载力计算公式,具有一定的理论依据和实用价值,满足实际工程计算需要。     

生态复合墙体的极限承载力分析

生态复合墙体作为生态复合墙结构的主要受力构件,它是由生态复合墙板与隐形外框组成的墙肢或墙段。复合墙体的极限承载力分析是生态复合墙结构体系极限承载力分析和抗震性能评价的主要内容。鉴于墙体受力特性及破坏过程,给出承载力极限状态时生态复合墙体的抗剪抵抗机构;基于抗剪抵抗机构力的平衡条件,推导出复合墙体的极限承载力的计算公式,并对前期试验墙体进行极限承载力分析;理论和试验表明:该分析模型能够较好地反映生态复合墙体的极限承载力特性,可用于不同受力状态下生态复合墙体的极限承载力验算。     

水工钢筋混凝土受弯构件受剪承载力的计算

在试验研究的基础上 ,对原水工钢筋混凝土受弯构件斜截面受剪承载力的计算方法进行了分析研究 ,给出了建议计算方法。该计算方法对受压区混凝土、箍筋和弯筋的承载力都作了不同程度的改进 ,且已被新规范采用。     

小剪跨比深梁受剪性能有限元模拟

设计了两根跨高比均为2,剪跨比分别为0.25、0.75的钢筋混凝土深受弯构件,基于ABAQUS有限元软件对其受剪性能进行了模拟分析,并将模拟结果与美国ACI、欧洲EC2、加拿大CSA以及我国现行混凝土结构设计规范进行对比。研究表明:深梁受剪承载力随着剪跨比的增大而减小,其破坏模式为支座与加载板之间的混凝土剪切破坏,我国现行规范建议的公式偏于保守。     

纤维增强混凝土对角斜筋小跨高比连梁抗震性能试验研究及受剪承载力分析

为了改善小跨高比连梁的抗震性能,考虑连梁跨高比和对角斜筋配筋率的影响,在课题组前期试验的基础上,在对角斜筋上增设拉筋,制作3个纤维增强混凝土（FRC）对角斜筋小跨高比连梁试件,对其进行拟静力试验,分析连梁的破坏形态、滞回耗能、刚度退化以及延性等抗震性能。基于试验结果及小跨高比连梁的受剪机理,建立连梁受剪承载力计算公式。结果表明,在小跨高比连梁对角斜筋上增设拉筋之后,跨高比为1.25和1.5的连梁,由原来的剪切破坏变为弯曲剪切破坏,并提高了连梁的延性、抗损伤能力和耗能能力;提出的连梁受剪承载力计算公式的计算值与试验值吻合较好。     

钢筋混凝土深受弯构件受剪承载力计算分析

介绍了国内外各种钢筋混凝土深受弯构件的计算模型及其特点,在分析深受弯构件破坏特征及主要影响因素的基础上探讨了混凝土、竖向分布钢筋和水平分布钢筋对抗剪承载力的作用,对现行规范中的计算公式与试验数据进行比较,得出现行规范公式偏于安全。     

无筋砌体抗震墙的弯剪破坏及等效剪跨比研究

研究无筋砌体抗震在轴力及面内水平作用下同时产生弯曲、剪切开裂破坏下的界限剪跨比。首先阐述弯剪临界破坏、界限剪跨比及异形截面墙体等效剪跨比的概念,提出单一材料的无筋砌体墙界限剪跨比的有限元弹性分析推断法;在砖砌体结构通常层数及材料范围内,计算矩形及异形截面无筋砖墙的界限剪跨比。研究表明,无筋砌体墙的界限剪跨比一般为0.5～1.2,受材料强度影响小;界限等效剪跨比有效地消除了截面形式影响。     

施工缝设置方式对剪力墙结构抗震性能的影响研究

为分析施工缝对剪力墙结构抗震性能的影响,以3种工程中常见方式留设施工缝的剪力墙结构作为研究对象,并与无施工缝剪力墙作对比。利用ANSYS有限元软件建立有限元模型,对4种模型的滞回性能、延性、刚度退化等抗震性能进行对比分析。结果表明:施工缝的存在降低了剪力墙的延性和耗能能力,对结构的刚度退化影响不大,降低了剪力墙的抗震性能。从中找出最好的施工缝留设方法。     

单向壁式框架对剪力墙结构体系抗震性能影响的研究

在框架-剪力墙结构内力变形分析方法的基础上,推导了壁式框架-剪力墙结构的刚度特征值计算公式,理论分析了剪力墙结构变形特征随壁式框架比例和房屋高度的变化规律,并采用弹性反应谱法进行了计算验证。采用静力弹塑性分析法,以层位移和层间位移角分布,以及结构塑性铰发展过程为指标,研究了壁式框架比例和房屋高度对结构抗震性能的影响。研究结果表明,壁式框架对剪力墙结构体系抗震性能带来不利影响,应根据其底部承担的倾覆力矩比例分别执行局部构件加强、控制结构高度等的设计规定。     

带转换层框架剪力墙结构抗震性能分析

为研究框架剪力墙在带转换层处的抗震性能,根据转换层的设置高度的不同,通过有限元分析软件SATWE建立了四种框架剪力墙结构三维模型,用反应谱法分别分析了结构的自振周期、地震反应力、最大层间位移角以及结构的侧向刚度。分析结果表明:转换层的设置的越高,结构的自振周期就越大、结构的地震反应力越大、最大层间位移角增大以及结构的侧向刚度减小,这些变化趋势对结构的抗震来说都是不利的。     

落地墙厚度对框支剪力墙结构抗震性能的影响研究

高层框支剪力墙结构中,结构的抗侧刚度往往在转换层附近发生突变,易引起应力集中,对结构抗震不利。为提高结构的抗震性能,通常将部分剪力墙贯通落地,落地墙厚度的变化对结构的抗震性能有着重要影响。以某商住楼为例,计算分析不同落地剪力墙厚度时相应结构的地震反应,探讨参数变化对转换楼层附近地震剪力发生突变的影响。分析结果表明:落地墙厚度对转换层下部框支结构的等效侧向刚度影响显著,对整体抗侧刚度影响有限,剪力突变在一定程度上得到改善。     

开洞生态复合墙体抗震性能及抗侧刚度研究

生态复合墙体作为生态复合墙结构的主要受力构件,它是由生态复合墙板与隐形外框组成的墙肢或墙段。鉴于开洞对墙体抗侧刚度影响较为显著,通过对1/2模型开洞生态复合墙体和标准不开洞生态复合墙体进行试验研究,对比分析二者的破坏模式及抗震性能。通过验证后的数值模型建立墙体扩展试验,分析其影响因素对开洞生态复合墙体抗侧刚度的影响程度并建立开洞生态复合墙体抗侧刚度计算公式,对比试验、数值与理论计算结果,验证计算公式正确性。理论计算结果与试验结果对比可得出:开洞生态复合墙体抗侧刚度计算公式具有一定的精度,能满足实际工程的要求。     

铝合金板剪力墙抗震性能研究

传统钢板剪力墙的周边框架和内嵌板均采用普通钢材。随着耗能抗震理念的发展,将内嵌板中的普通钢板替换成低屈服点的铝合金板,组成铝合金板剪力墙。采用数值方法研究铝合金板剪力墙在单调荷载作用下的抗剪性能和在低周反复荷载作用下的滞回性能。研究显示:与普通钢板相比,铝合金板更易发生剪切屈曲不先于剪切屈服,对周边框架的要求更低且耗能性能更好。