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。     

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。     

复合墙加固框架结构受剪性能试验研究

通过2榀1/2比例预损(空框架和复合墙)和2榀1/2比例加固试件的水平低周反复荷载作用下的受剪性能试验,对比分析各试件的破坏机制、滞回性能、承载能力、变形能力、刚度退化以及耗能能力等,研究复合墙加固受损框架及置换砌块加固受损复合墙的加固效果和抗震性能。试验结果表明：复合墙加固框架承载力、刚度、延性和耗能能力都有所提高,但是变形能力有所下降;填充砌块、混凝土肋格、受损框架之间相互支撑、相互约束,具有很好的协同工作能力;置换砌块加固复合墙在加载初期,墙体的刚度、变形能力有所提高,但达到峰值荷载后下降明显;基于水平薄弱层破坏准则,提出的复合墙加固受损框架结构的抗剪承载力计算公式,其计算值与试验值吻合较好。     

密肋复合墙体受剪性能试验研究及弹塑性数值分析

密肋复合墙体是密肋结构中的重要受力构件,其作用是给结构提供必要的抗侧刚度并承受水平荷载作用。以9榀1/2比例密肋复合墙试件为对象进行试验研究,在保证墙体尺寸相同的条件下,依次改变轴压比、高宽比、框格数量等参数,较为系统地测试了各项设计指标对墙体受剪性能的影响。在分析试验结果的基础上,建立了带塑性铰刚架-斜撑计算模型,并基于MATLAB 6.5编写了弹塑性计算分析程序MRCS。构件中填充砌块、钢筋混凝土框格、隐形边框等采用了不同的杆系单元,考虑了杆端半刚性性能和刚域的影响,从而使结构的"开裂-屈服-失效机构形成"这一弹塑性全过程在计算中实现。经过对比,有限元计算结果与试验数据吻合较好,表明建立的计算模型及分析程序MRCS是可信的,可为密肋复合墙体的弹塑性全过程分析提供参考。     

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。     

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。     

装配式型钢斜交密肋复合墙抗震性能试验研究

与传统的密肋复合墙相比,装配式型钢斜交密肋复合墙是用型钢代替钢筋作为墙体肋格内的骨架,并采用斜交肋格形式形成的一种改进型密肋复合墙。为了验证该类墙体的抗震性能,进行了4个1/2比例密肋复合墙体试件的拟静力试验,基于试验分别对不同肋格骨架材料和不同肋格形式的密肋复合墙在低周往复荷载下的破坏模式、滞回特性、受剪承载力、变形能力、刚度退化和耗能能力等进行对比分析。研究结果表明：各试件破坏基本遵照“砌块-肋格-边框柱”三道抗震防线的路径,破坏形态为整体剪切破坏;采用型钢骨架和斜交肋格均能大幅提高密肋复合墙的受剪承载力和抗侧刚度,同时也能够使墙体具有良好的耗能能力;型钢斜交密肋复合墙和传统密肋复合墙的变形能力基本一致。研究为装配式密肋复合板结构的进一步优化设计与推广应用提供了试验及理论基础。     

预制保温密肋复合壳体墙受力性能研究

针对传统的密肋复合墙体需要在孔洞区域填充砌块、不利于装配式结构高效施工的问题,提出了一种新型保温密肋复合壳体墙。这种新型墙体在孔洞区域中间填充保温苯板,两侧浇筑一定厚度的混凝土,与肋柱、肋梁和外框架形成整体。结合相关规范和材料力学理论,计算了密肋复合壳体墙的轴心受压承载力和受剪承载力,以及墙体在水平荷载作用下的侧向刚度。计算结果表明,密肋复合壳体墙的承载力和刚度均大于密肋复合墙,具有推广和应用价值。     

装配式斜交密肋标准化墙体构件受剪承载力研究

标准化部品部件是提高装配式建筑部品部件生产效率、降低工程成本、促进装配式建筑规模化发展的主要手段。充分考虑装配式建筑预制构件标准化问题,进行构件优化,逐步形成通用构件,便于无订单情况下也可持续性生产,从而降低摊销成本。标准化斜交密肋复合墙构件是用H型钢代替钢筋作为结构骨架,并采用斜交肋格形式的一种新型密肋复合墙体,其具有刚度大、承载力高、抗震性能好及节约材料等优点。本文在试验研究的基础上,通过数值模拟,对该墙体的受剪承载力进行研究,分析了型钢斜交密肋复合墙的受剪承载力影响因素。结果表明:模拟结果与试验结果吻合良好,影响型钢斜交密肋复合墙的受剪承载力因素较多,其中,截面含钢率对墙体受剪承载力的影响最大。通过研究装配式型钢斜交密肋复合墙的受剪机理,结合受剪承载力影响因素分析结果,提出了型钢斜交密肋复合墙偏心受压下的斜截面受剪承载力公式,并给出了公式的适用条件。通过受剪承载力公式计算结果与试验值对比可知,本文提出的型钢斜交密肋复合墙的斜截面受剪承载力公式合理,适用性良好。     

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。     

大网格混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为适应不超过6层的混凝土网格剪力墙住宅建筑的要求,研发了网格尺寸为400mm×400mm的大网格剪力墙承重体系.通过2个剪跨比为2.02和2个剪跨比为1.13的大网格剪力墙试件的拟静力试验,研究大网格剪力墙的破坏形态、滞回特性、变形能力和承载能力等.试验结果表明:试件横肢两端-竖向裂缝贯通肢高;竖肢水平开裂,端竖肢底部...     

钢管高强混凝土剪力墙受剪性能试验研究

为研究钢管高强混凝土剪力墙的受剪性能,设计制作了两批共32个小剪跨比（λ为0.3、0.56、0.8）钢管高强混凝土剪力墙试件并进行单向静力加载试验,分析了剪跨比、管外混凝土强度、轴压比、截面类型、水平分布筋配筋率和竖向分布筋配筋率对各试件受剪承载力、变形能力及其对试件破坏形态的影响。试验结果表明：钢管高强混凝土剪力墙作为组合构件,通过钢管外的抗剪环筋传递界面剪力,能够很好地协同受力,且具有初始刚度大、承载能力高的特点;剪跨比为0.56、0.80的试件,其破坏始于管外混凝土的斜压破坏;剪跨比为0.30的试件,其破坏形态为管外混凝土斜裂缝发展、贯通,墙体受压侧底部水平分布筋处混凝土错动、脱落,具有直剪破坏的特征;各试件破坏时均具有一定的变形能力。基于对试验结果的统计分析,提出了钢管高强混凝土剪力墙的受剪承载力计算式,计算值与试验值吻合良好,可为工程设计提供参考。     

钢板混凝土剪力墙抗剪性能试验研究

完成了2个内嵌钢板混凝土墙试件和3个外包钢板混凝土墙试件在恒定轴压力和往复剪切作用下的拟静力试验,用以研究钢板混凝土剪力墙的抗剪性能。墙试件采用工字形截面,剪跨比为1.2,腹板墙截面含钢率约6%。试验结果表明：试件腹板墙发生剪切破坏;当设计轴压比由0.3提高至0.6时,试件的受剪承载力略有提高,极限位移角减小约20%;在轴压比相同和腹板墙含钢率相近的情况下,外包钢板混凝土墙的变形能力比内嵌钢板混凝土墙大约20%;采用竖向加劲肋-缀条拉结代替栓钉-对拉螺栓连接,外包钢板混凝土墙的受剪承载力差异不大,但变形能力显著增大。对国内外46个钢板混凝土墙试验数据的分析表明,按中国规程 JGJ 3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》计算得到的受剪承载力平均为试验值的78%,计算公式偏于安全;而美国规范AISC 341-10和欧洲规范Eurocode 8的计算公式仅考虑钢板的抗剪贡献,计算值仅为试验值的51%,严重低估了钢板混凝土墙的受剪承载力。对大量剪力墙试验数据的分析表明,钢板混凝土墙的剪切变形能力显著优于钢筋混凝土墙和钢骨混凝土墙。     

砌体剪力墙的受剪性能及其承载力计算

本文研究无洞、开洞、无筋以及水平配筋砌体剪力墙受剪性能及其承载力计算,在全面分析影响砌体剪力墙受剪性能的主要因素的基础上,采用弹性有限元法和作者建立的砌体破坏准则,分析了开洞墙的应力分布、裂缝形成及其出现的先后顺序,并提出了不同高宽比、竖向压应力、开洞率、无筋或配筋墙的水平开裂荷载、受剪承载力计算公式,其计算结果与试验结果吻合较好。该方法弥补了现行规范未考虑墙体高宽比影响的不足,扩大了竖向压应力较大时的应用范围,可供砌体结构设计和研究参考。     

高轴压比钢骨混凝土矮墙水平加载试验

为研究高轴压比钢骨混凝土矮墙的抗震性能,对3片高宽比为0.95的试件进行水平加载试验。试件呈剪切破坏;端部纵筋、竖向分布钢筋以及钢骨翼缘压曲,钢骨腹板出现塑性铰线。端部钢骨能够提高剪力墙的抗剪承载力,但对试件的塑性变形能力影响不大。据此提出钢骨混凝土剪力墙的受剪承载力计算式,计算结果与试验结果吻合较好。     

配筋砌块短肢砌体剪力墙抗剪承载力研究

建立了配筋砌块短肢砌体剪力墙抗剪承载力的理论分析模式,并在此基础上根据国内59片符合配筋砌块短肢砌体剪力墙基本要求的配筋砌块砌体剪力墙抗剪承载力试验数据,分别考虑了灌孔砌体强度、剪跨比、竖向压力、水平钢筋等因素对抗剪承载力的影响,给出了与试验数据吻合较好的配筋砌块短肢砌体剪力墙抗剪承载力计算公式.与GB 50003-2001《砌体结构设计规范》中配筋砌块砌体剪力墙抗剪承载力计算公式相比,该公式适当增大了灌孔砌体和竖向压力对抗剪承载力的影响,水平配筋利用效率系数随着水平钢筋配筋率和剪跨比的增大而减小.     

双面叠合剪力墙平面外受力性能

为研究带水平接缝的装配整体式双面叠合剪力墙的平面外受力性能,完成了1片双面叠合剪力墙和1片现浇剪力墙足尺试件的平面外静力加载试验和有限元参数分析,对比分析了各试件的破坏形态、荷载-位移曲线、刚度退化特征和水平接缝处竖向连接钢筋的传力性能,提出了双面叠合剪力墙平面外受弯承载力和水平接缝截面受剪承载力的计算方法。结果表明:双面叠合剪力墙与现浇剪力墙试件的破坏形态基本相同,均为平面外弯曲破坏,与现浇剪力墙相比,双面叠合剪力墙试件的初始裂缝出现在底部水平接缝处,随后在墙面出现并逐级向上发展,表现出良好的延性破坏特征; 双面叠合剪力墙试件具有较高的平面外受弯承载力和变形能力,其初始刚度、极限承载力、平面外位移延性系数均大于现浇剪力墙试件; 双面叠合剪力墙试件的有限元计算结果与试验结果吻合良好; 随着轴压比增加,叠合剪力墙平面外承载力明显增加,但延性明显降低; 高厚比越小,叠合剪力墙平面外承载力越高,而对延性则影响不大; 提出的受弯承载力计算结果与试验结果吻合较好,可用于指导工程实践。