混凝土密柱石膏复合墙板结构性能及简化分析模型

对混凝土密柱石膏复合墙板的水平剪力传递机理进行分析,发现石膏板肋能有效地在混凝土芯柱间传递水平剪力,对复合墙板结构性能有较大影响。在此基础上,提出混凝土密柱石膏复合墙板的等效带缝剪力墙简化分析模型,剪力墙竖缝布置以保证等效带缝剪力墙与复合墙板具有相同弹性抗侧刚度为原则确定。对混凝土密柱石膏复合墙板及等效带缝剪力墙的结构性能进行比较分析表明,混凝土密柱石膏复合墙板与带缝剪力墙受力机理相似,等效带缝剪力墙弹性及塑性阶段都能很好地反映混凝土密柱石膏复合墙板的结构性能。     

灌芯混凝土石膏墙板的简化计算模型

为更好地解决灌芯混凝土石膏墙板结构体系的受力计算,本文将灌芯混凝土石膏板简化为正交各向异性板,通过复合材料力学建立了代表性体积单元（RVE）模型并将钢筋的影响考虑其内,提出了一种更适用于有限元分析的简化计算模型,并在计算中引入了广义Hill屈服准则。通过对六孔满灌混凝土石膏墙板模型试验结果及实体有限元计算结果进行对比分析,验证了RVE简化计算模型的可行性与优越性。     

灌心混凝土石膏墙板的简化计算模型

为更好地解决灌芯混凝土石膏墙板结构体系的受力计算,本文将灌芯混凝土石膏板简化为正交各向异性板,通过复合材料力学建立了代表性体积单元(RVE)模型并将钢筋的影响考虑其内,提出了一种更适用于有限元分析的简化计算模型,并在计算中引入了广义Hill屈服准则.通过对六孔满灌混凝土石膏墙板模型试验结果及实体有限元计算结果进行对比分析,验证了RVE简化计算模型的可行性与优越性.     

水平荷载作用下新型钢-混凝土混合结构简化计算方法

针对钢框架一混凝土芯筒混合结构的不足,提出了钢框架一屈曲约束支撑一混凝土芯筒多重混合结构形式。根据刚度相等原则,建立了多重钢一混凝土混合结构的简化力学模型,给出了框架、支撑钢架和混凝土芯筒的刚度计算公式,根据弹性理论推导出了结构的平衡微分方程,依据边界条件得到了在倒三角水平荷载、均布水平荷载和顶点集中水平荷载作用下侧移和内力的简化算法,最后,对简化算法的可靠性进行了验证。结果表明：该算法具有优良的精度,且应用简便,可供工程设计人员采用。     

半刚性连接钢框架位移和内力的计算

本文提出了半刚性连接钢框架位移和内力计算的刚度矩阵法,另外还提出了在水平荷载和竖直荷载作用下内力的简化计算方法。水平荷载作用下内力的计算用替代刚架法,竖直荷载作用下内力的计算可用弯矩分配法或分层法。本文对常见的五种高强螺栓梁柱节点连接的连接刚度进行了综合计算分析,总结出了在正常使用荷载下横梁线刚度同节点刚度比值的取值范围。     

节能复合墙板的数值分析与试验研究

节能复合墙板是由两块钢筋混凝土面板和聚苯板芯层通过斜钢丝可靠连接的复合板,具有较高的抗弯刚度和承载力,而且强度重量比高。复合墙板内混凝土面板的配筋率、洞口尺寸等参数均对复合墙板的抗弯极限承载力有影响。本文对4块复合墙板的足尺模型进行板面法向均布荷载作用下的极限承载力试验,并与ANSYS有限元软件分析结果相比较。结果表明在弹性阶段内二者较为一致,验证了计算模型的合理性,但混凝土开裂后,二者偏差较大,需要对有限元数值模型加以修正。     

均布荷载下预应力FRP布钢与混凝土组合梁变形计算

目的为提高预应力组合梁的承载力和刚度,将传统预应力技术与FRP加固技术相结合,形成预应力FRP布钢与混凝土组合梁.方法根据预应力FRP布钢与混凝土组合梁结构与受力特征,利用弹性理论,对其进行分析.结果建立其考虑交接面相对滑移和预应力FRP布内力增量影响的组合梁变形微分方程,给出均布荷载作用下的组合梁变形理论计算公式.结论计算结果证明,预应力FRP布内力增量对组合梁变形影响相对较小,从而给出了组合梁变形的简化计算公式;所建立的预应力FRP布钢与混凝土组合梁变形理论计算公式具有合理性.     

轴向压力对复合墙板抗震性能的影响

根据4块复合墙板低周反复荷载试验结果的对比分析,研究了轴向压力和水平荷载共同作用时复合墙板受力的特点,探讨了轴向压力对复合墙板的破坏形态,承载力,刚度以及变形与耗能性能的影响。     

钢框架-砌体填充墙结构三支杆模型有限元分析

分析钢框架结构体系1∶2双层单跨钢框架-填充墙模型的抗震试验结果,对比该试件实体建模的有限元分析结果,提出可用于模拟钢框架和填充墙共同抗侧力机制的框架-墙体三支杆简化力学模型,并按照该受力模型进行有限元建模和水平荷载作用下的结构位移、刚度及内力分析.计算结果表明,与钢框架-填充墙原始模型实体建模的计算结果相比,钢框架-填充墙三支杆模型计算结果与试验结果更加吻合,验证了这一简化计算方法的合理性和实用性.     

水平荷载作用下半刚性连接钢框架位移和内力的简化计算

本文提出了半刚性连接钢框架在水平荷载作用下位移和内力的简化计算方法,该法便于手算。通过与电算结果的比较表明,本文的简化计算具有较好的精度,完全满足工程设计需要。本文对常见的五种高强螺栓梁柱节点连接的连接刚度进行了综合计算分析,总结出了在正常使用荷载下横梁线刚度和节点刚度比值的取值范围。     

冷弯薄壁型钢组合墙体抗震性能研究

本文考虑了组合墙体骨架立柱C型钢截面大小、组合墙体开洞以及墙架角部焊接钢板等研究内容,在内蒙古科技大学土木实验室设计了5个1∶2的组合墙体试件,对这些试件进行地震力的模拟,将采集到的数据通过对比分析得到:组合墙体骨架截面尺寸对组合墙体的抗震承载能力的影响比较小,墙体开洞使墙的水平抗剪承载力有所下降,角部焊接钢板使墙体的刚度有所提高,屈服强度提高7.2%,最大荷载提高4.5%,极限荷载提高4.7%,组合墙体墙板采用兼墙板其承载能力要比采用石膏板的墙体提高一倍左右.     

速成墙板的宏观计算模型

为掌握混凝土灌芯纤维石膏板(速成墙板)的受力特性,结合该墙板材料的具体特性,在已有的微观及宏观计算模型的基础上,基于纤维模型概念,建立了用于研究速成墙板等组合墙体的非线性分析的宏观纤维计算模型,即每个墙体单元由宏观纤维子单元和宏观剪切子单元组成,分别抵抗轴力和弯矩及剪力。推导了模型的单元刚度矩阵和各杆件的刚度。运用计算模型对4块满灌混凝土石膏板进行了推覆分析,并与试验结果进行了比较,表明该模型具有较好的精度,且计算简单。     

框支密肋壁板结构托梁内力计算

建立了框支密肋复合墙体墙梁的力学简化模型,并利用考虑水平摩阻力的弹性地基梁法进行托梁内力计算,同时应用有限元程序对算例进行数值对比分析。理论研究与计算分析表明：框支密肋复合墙体墙梁考虑墙体与托梁之间的界面剪力是必要的,否则不能充分体现托梁与墙体的组合工作性能,内力计算误差较大。     

带肋预应力混凝土复合墙板的抗弯性能

将传统复合墙板平板层改为带肋层,优化截面的混凝土配置,从而降低复合墙板自重,在墙板两侧对称施加预应力筋,增强复合墙板的抗裂性能。为研究该混凝土复合墙板的抗弯性能,进行了3个试件在均布力作用下的抗弯试验,分析了该混凝土复合墙板的力学性能和变形模态。通过理论分析推导了该混凝土复合墙板的抗弯承载力计算公式,并采用ABAQUS软件进行了该混凝土复合墙板的对比模拟,并对肋板角度参数进行了模拟分析。结果表明：带肋预应力混凝土复合墙板与平板混凝土复合墙板存在近似的弯曲响应;带肋预应力混凝土复合墙板的抗弯承载力与平板混凝土复合墙板相比有所下降,但降幅小于自重降幅;预应力的施加显著提高了混凝土复合墙板的承载力和抗裂性能;提出的混凝土复合墙板的承载力计算公式、有限元模型均与试验结果吻合较好。     

框架-稀疏框格复合墙抗剪承载力计算方法研究

为了增强框架结构和底部框架砌体结构的抗震性能,提出在框架内部设置稀疏框格复合墙形成组合式抗震墙的方法,并对该组合式抗震墙抗剪承载力计算方法进行研究.首先对两片1/2比例框架-疏格复合墙进行低周反复荷载试验,分析了试件的抗剪试验结果及滞回曲线特点;在试验研究的基础上,结合已有框架格构剪力墙、构造柱-芯柱砌体墙等相关试验资料,分析了框架-疏格复合墙的受力特点及抗剪机理,提出了框架-疏格复合墙抗剪承载力的通用计算公式,并给出了不同条件下公式的使用方法.计算结果与试验结果的对比表明,本文建议公式具有较好的计算精度,可供框架结构、底部框架砌体结构的新建或震后重建参考.     

密肋复合墙体稳定系数数值法分析及简化计算

利用有限元方法,以墙体高度、边框柱截面尺寸、肋柱及肋梁布置等作为主要变化参数,对密肋复合墙体在竖向荷载作用下平面内、出平面极限荷载及稳定系数等进行了有限元数值计算,对墙体的破坏特征、稳定系数的影响因素以及砌块对墙体的抗压贡献等进行了分析.通过对有限元计算结果数据的线性回归,给出了密肋复合墙体轴心受压承载力计算公式中稳定系数的简化计算公式,使复合墙体轴心受压承载力计算方法得到了进一步完善,其有限元计算结果可作为复合墙体结构设计的参考.     

密肋壁板结构中复合墙体的竖向承载力及稳定性研究

通过对1/2模型密肋复合墙体在单调竖向荷载作用下试验研究,探讨墙体在竖向荷载作用下的受力特点及简化计算模型;分析墙体竖向受压承载力计算公式;考虑到密肋复合墙体自身支撑情况的特点,给出墙体计算高度的理论公式;提出外框柱对高厚比的影响系数,并对墙体高厚比限值进行了修正;最后得出墙体的高厚比验算公式.理论与试验表明:考虑梁的刚度及房屋高度的影响的计算模型更接近试验结果;提出的高厚比验算公式可满足密肋壁板结构中复合墙体的稳定性要求,具有一定的实际工程意义.     

Lateral stiffness of steel plate shear walls

The steel plate shear wall system has been used in a number of buildings as an innovative lateral force resistant system.Openings often exist in the steel plate shear walls due to the various functional requirements of structures.These openings may negatively impact the lateral stiffness of steel plate shear walls.Therefore,an experimental research was instituted to investigate the seismic behavior of steel plate shear walls,with and without openings.The experimental results showed that steel plate shear walls have the satisfying seismic behavior,and,as expected,the strength and stiffness characteristics of the walls were reduced due to openings.Then a single-story wall panel FE model and an analytical deep beam model are developed in order to find the critical factors dominating the thickness reduction coefficient of wall panels with the opening.Furthermore,extensive parametric analysis is conducted to derive a simplified formula for the determination of the thickness reduction coefficient of wall panels with the opening for substituting solid wall panels with reduced thickness for actual wall panels with the opening.Finally,the design method for calculating the lateral stiffness is verified by some experimental programs and recommended for the routine practice of steel plate shear walls.     

基于双参数地基梁的框支密肋复合墙梁受力分析

为了研究框支密肋复合墙梁的受力性能,应用弹性地基梁理论,将上部密肋复合墙体简化为考虑剪切作用影响的Pasternak双参数弹性地基,托梁视为倒置于弹性地基上的有限长梁,借鉴Vlasov模型推导了考虑材料性能差异的等效地基参数,进而建立了托梁的挠曲变形控制微分方程;采用传递矩阵法求解了墙梁界面的竖向应力分布及托梁内力,并与有限元分析结果进行了对比,二者吻合较好.结果表明,基于双参数弹性地基上的梁模型能够较好地反映框支密肋复合墙梁的受力性能.     

基于内力分配法的组合梁徐变应力重分布实用计算

为了获得组合梁徐变应力重分布的计算公式,以一个单轴对称并受到弯矩和轴力作用的组合梁截面为研究对象,建立混凝土徐变的微分本构关系,采用内力分配法得到组合梁弯矩和轴力重分布的微分方程组。为了避免求该方程组的精确解所需复杂的数学计算,通过有效的简化获得方程组的实用近似解,并通过算例进行精确性验证。计算结果表明：方程组的近似解与精确解的误差非常小,能达到合理的计算精度;混凝土徐变对组合梁长期应力影响显著,计算时应得到足够的重视。文中采用的内力分配法适用性较广,无论是何种荷载形式,不管结构是静定还是超静定,只要内力能换算成作用在组合梁截面中和轴处的弯矩和轴力,都可以使用该方法。