填充砌块对密肋复合墙体受力性能影响的非线性数值分析

运用有限元分析通用软件ANSYS,以有填充砌块和无填充砌块的两类1/2比例、考虑不同剪跨比的底部两层密肋复合墙体作为分析对象,对墙体模型在竖向和水平荷载作用下的侧移刚度、承载力及墙体截面应力应变分布特征等进行了非线性对比分析,得到填充砌块对复合墙体侧移刚度和压弯承载力贡献的量化分析结果,总结出填充砌块对提高复合墙体侧移刚度、改变墙体压弯破坏模式的作用。分析结果表明,加气混凝土填充砌块对复合墙体的侧移刚度具有较大贡献,对墙体抗弯承载力贡献不大,但对墙体的压弯破坏模式产生较大影响。该分析结果为建立密肋复合墙体压弯承载力简化计算方法提供了参考和依据。     

密肋复合双片墙体的受力性能研究

密肋壁板结构的横墙通常由双片墙体构成,在课题组前期科研成果的基础上,通过对1/2模型密肋复合双片墙体在水平单调荷载作用下的试验与标准密肋复合墙体的对比分析,对双片墙体的主要破坏特征进行研究;探讨双片墙体的承载能力、刚度、变形能力、延性等受力性能;对双片墙体钢筋应变进行分析;最后提出复合双片墙体的刚度和受剪承载力的计算公式。试验结果及理论研究表明:密肋复合双片墙体的承载力、变形能力、延性均好于标准密肋复合墙体,钢筋应变表明,外框柱、肋梁对双片墙体的受力性能贡献较大。提出的双片墙体受剪承载力计算式与刚度计算式能够较好地反映双片墙体真实的受力性能,有一定的适用性。     

框支密肋复合墙结构墙梁抗震性能试验研究

进行了4榀底部框架、上部密肋复合墙结构墙梁大比例模型的抗震性能试验,研究了墙梁在低周反复荷载作用下的破坏过程及特征、滞回及耗能特性、承载力、位移延性、刚度退化以及抗倒塌能力。试验结果分析表明：多层框支密肋复合墙结构墙梁以剪切型破坏为主,结构具有较高的承载能力、较大的延性和较好的抗倒塌能力;墙梁的组合作用效应显著,托梁支座斜截面受剪承载力为其主要控制因素;上部密肋复合墙体呈现“填充砌块 密肋框格-隐形框架”依次开裂的破坏特征,有利于保证结构的抗震安全性能;在洞口设置构造柱和过梁能够保证结构的承载力和刚度基本不变,但试件的延性会有所降低;密肋复合墙体的水平承载力和抗侧刚度较大,应注意合理控制结构上下刚度和承载力的分布,可通过在底层增设密肋复合墙或对密肋框格进行优化设计予以实现。     

密肋复合墙体等效斜压杆模型

结合课题组前期的研究成果,对一种新型结构的主要受力构件——密肋复合墙体的弹性简化计算模型进行研究。在密肋复合墙体框格单元试验的基础上,探讨框架梁柱刚度、填充材料力学性能等主要因素对密肋复合墙体框格单元受力性能及破坏形式的影响;将墙体中的填充块对整体墙体的作用等效为铰接于钢筋混凝土框架的对角斜压杆,并分析、构造出等效斜压杆宽度的计算公式;在此基础上,建立适用于密肋复合墙体的刚架-斜压杆简化计算模型并推导出刚架-斜压杆弹性抗侧刚度公式。理论分析表明:刚架-斜压杆能够较好地反映密肋复合墙体的真实受力性能,是一种合理的简化计算模型。     

密肋壁板复合墙体的刚度参数计算

针对密肋壁板作为一种新型节能住宅结构体系,研究了密肋壁板复合墙体刚度参数的计算方法,提出了密肋壁板结构体系具有抗震性能好、自重轻、刚度大、结构适应性强等特点,从而使密肋壁板复合墙体得到进一步的推广应用.     

夹芯保温密肋复合墙体研究

随着我国建筑节能工作在不断地深入与完善,夹芯保温密肋复合墙体作为一种新型墙体,具有广阔的应用前景。复合保温墙体按保温层构造位置的不同分为外墙外保温、内保温和夹芯保温密肋三类,夹芯密肋保温复合墙体既保留和发扬传统复合墙体的优势,又可实现保温装饰与结构一体化,符合建筑节能标准的要求,近些年在工程中被广泛推广应用。     

密肋复合墙的水平薄弱层破坏准则

密肋复合墙是由填充砌块、混凝土框格(肋柱、肋梁)组成的网格式抗震墙,框格内填充砌块布置(拼砌)方式是影响框格层间承载力的重要因素。在前期研究工作基础上,分析了框格内不同布置方式下填充砌块的受力机制和变形特点;以既有密肋复合墙、框支-密肋复合墙试验为例,从试验角度验证了密肋复合墙的水平薄弱层破坏现象;引入砌块布置方式影响系数对水平薄弱层受剪承载力计算式进行改进,提出了不同砌块布置方式墙体的影响系数的建议取值范围。研究结果表明,水平薄弱层破坏是密肋复合墙的典型破坏现象之一,改进的受剪承载力计算式能够考虑填充砌块布置方式对承载力的不利影响,有助于提高密肋复合墙受剪设计的安全裕度。     

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。     

砌块弹性模量对密肋复合墙板抗侧刚度的影响分析

密肋复合墙结构是集承重、围护、节能、抗震于一体的新型建筑结构。它由隐形框架、密肋复合墙板、楼板装配整浇而成,具有多道抗震防线并可分阶段释放地震能量。鉴于结构地震反应的强弱与墙体抗侧刚度的大小密切相关,在试验研究基础上,利用大型通用有限元软件ANSYS建立了密肋复合墙体的非线性有限元分析模型,对填充不同弹性模量砌块墙体在...     

钢骨外框密肋复合墙体抗剪性能试验研究

通过对3片钢骨外框密肋复合墙体的伪静力试验,本文介绍了钢骨外框密肋复合墙体在低周反复荷载作用下的破坏过程,分析了墙体的破坏形式,探讨了墙体的抗剪承载力、开裂荷载等方面的性能。试验结果表明钢骨外框密肋复合墙体较普通密肋复合墙体抗剪承载力和开裂荷载高。根据试验数据结果,分析了剪跨比和钢骨外框对墙体抗剪承载力的影响,最后提出了钢骨外框密肋复合墙体抗剪承载力,通过计算结果与试验实测的对比,提出的公式较好地反映了实际试验结果。     

组合式密肋复合墙体的受力性能研究

在课题组前期科研成果的基础上,通过1/2模型组合式密肋复合墙体在水平低周反复荷载作用下的试验研究,并与单片标准密肋复合墙体进行对比分析,研究了组合式墙体的主要破坏特征;探讨了墙体的强度,滞回特性,耗能性能及抗倒塌能力。最后给出了组合式墙体的刚度计算公式和斜截面抗剪承载力公式。试验及理论研究表明:提出的墙体抗剪承载力公式计算值与试验值吻合较好,适用于实际工程应用。     

砌块强度对密肋复合墙体抗震性能影响分析

密肋壁板结构是一种节能、抗震型建筑结构新体系,其主要受力构件--密肋复合墙体的抗震性能受多种因素的影响.在试验研究基础上,利用大型通用有限元软件ANSYS建立了密肋复合墙体的非线性有限元分析模型,对填充不同强度砌块的各个墙体在水平荷载和竖向荷载共同作用下承载力、变形性能进行了比较分析.文中表明了填充砌块与框格混凝土的相对强度对二者协同工作性能的影响,并对墙体设计中填充砌块的选择提出了合理化建议.     

基于水平薄弱层破坏准则的密肋复合墙受剪承载力计算

针对密肋复合墙的特殊构造形式与破坏特点,提出了以水平薄弱层为分割面推导墙体受剪承载力的水平薄弱层破坏准则概念,并对其破坏机理进行了分析。以水平薄弱层破坏准则为基础,结合约束状态下填充砌块试件的荷载试验,采用理论与经验相结合的方法建立了密肋复合墙受剪承载力计算式,并利用不同框格数量密肋复合墙模型试验数据进行了验证,完善了墙体受剪承载力计算方法。研究表明：密肋复合墙的肋梁受剪作用及所受竖向荷载作用由计算式中肋柱受剪承载力、框格约束效应影响系数及压剪复合受力影响系数予以反映,其计算原理更加符合该类墙体的实际受力特点与破坏特征;依据水平薄弱层破坏准则建立的密肋复合墙受剪承载力计算式,物理意义明确,计算过程简便,满足一般工程精度要求。     

EPS模块剪力墙与普通剪力墙等效关系分析

EPS模块剪力墙芯肋可视为墙体中的孔洞。由于孔洞的存在,模拟分析时网格划分较为繁琐且计算成本较大。故需将带孔洞的模块墙体等效为实体剪力墙,达到高效分析的目的。等效需遵循等效后刚度、承载力与原墙体相应指标基本吻合的原则。对此,提出了105 mm, 110 mm, 115 mm, 120 mm四种等效墙厚方法。     

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。     

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。     

基于遗传算法的密肋复合墙体多目标优化设计方法研究

密肋复合墙体是密肋壁板结构体系的主要受力构件,墙体的优化设计方法研究是结构体系设计理论的重要组成部分。在前期研究的基础上,建立综合考虑密肋复合墙体安全性(墙体斜截面抗剪承载力)与经济性(墙体造价)的多目标优化设计数学模型,并采用遗传算法进行优化计算,最后给出了计算算例。理论分析与计算结果表明:将多目标优化设计方法用于密肋复合墙体的优化设计中,可使各个分目标都较为满意,兼顾了墙体安全性与经济性两方面的要求;方法合理、可行,对密肋复合墙体的设计有一定参考意义。     

密肋复合墙体结构轻质填充材料本构模型的研究

通过对密肋复合墙体结构常用的轻质填充材料在含水率为(6±2)%时的单轴受压试验,确定了密肋复合墙体结构的轻质填充材料单轴受压本构模型,进而基于统一强度理论.结合抗拉强度及抗剪强度试验,确定了密肋复合墙体结构填充材料的多轴破坏准则.并建立了密肋复合墙体填充材料的弹塑性本构模型.     

密肋复合墙体轴心受压承载力试验研究

本文介绍了4榀1／2比例模型密肋复合墙体在竖向荷载作用下承载力试验，了解了密肋复合墙体在竖向荷载作用下的破坏过程和特征，分析了墙体轴心受压承载力的影响因素，建立了密肋复合墙体轴心受压承载力计算公式，确定了考虑砌块作用的墙体稳定系数及砌块对墙体抗压强度的提高系数。     

密肋复合墙体压弯剪复合受力性能试验研究

以两榀1/2比例的两层密肋复合墙体作为研究对象,按照与12层墙体底部受力相等的原则设计加载模式,对密肋复合墙体在水平和竖向荷载及水平弯矩作用下的压弯剪复合受力性能进行了静载试验研究。了解了密肋复合墙体的破坏过程,分析了墙体的破坏模式及其特征、承载力、变形性能、延性及截面正应变分布等受力性能。试验结果表明:密肋复合墙体在压弯剪复合受力状态下的破坏模式主要为以边框柱拉压破坏为特征的弯曲型破坏;在压弯破坏极限状态时,墙体截面正应变主要集中在边框柱截面内,墙板的整体抗弯作用较小。试验研究结果可为研究密肋复合墙体压弯剪复合受力性能有限元分析模型、建立密肋复合墙体正截面承载力计算理论及设计方法提供依据。