密肋复合墙体的抗震性能对比分析

结合密肋复合墙体的斜截面抗剪和正截面受弯两组试验结果,对比分析密肋复合墙体的两种典型破坏模式,探讨二者的破坏机理,研究分析不同破坏模式下墙体的承载能力、延性等抗震性能。结果表明:剪切型破坏的墙体,能够按照"砌块—肋梁、肋柱—外框柱"的顺序依次发挥主导作用,具有多道抗震防线,属于有利的破坏模式;弯曲型破坏的墙体,外框柱先于墙板在柱脚发生拉压破坏,而墙板无明显破坏迹象,不易形成合理的破坏机制,属于不利的破坏模式。发生剪切破坏的墙体的延性和变形能力明显优于受弯试验中的墙体,故在设计中应保证边框柱与复合墙板之间刚度的合理匹配。最后推导出密肋复合墙体的正截面压弯承载力计算公式,并给出大小偏压的判断。     

壁挂式冷弯型钢结构双层组合墙体抗震性能试验研究

为研究壁挂式连接冷弯型钢结构中双层组合墙体的抗震性能，对4个足尺双层墙体试件进行了水平低周往复试验，考虑了刚性斜撑、方钢管端柱加强、下部两层墙体抗侧刚度比等因素对墙体抗震性能的影响。结果表明：增设刚性斜撑墙体中V形刚性斜撑与墙面板蒙皮作用同时发挥抗侧作用，提高了墙体的受剪承载力及弹性抗侧刚度，但延性降低；采用方钢管截面端柱可避免端柱发生压屈破坏，其对墙体的抗侧刚度及受剪承载力提高幅度较小，但可以改善墙体的延性及变形性能；当底层与二层墙体抗侧刚度比大于1时，墙体属于弯曲型破坏。建议在多层冷弯薄壁型钢结构住宅抗震设计中，对底层墙体设置刚性斜撑、采用方钢管加强端柱以提高墙体受剪承载力及端柱抗压屈能力。     

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。     

不同构造措施的加气混凝土砌块墙抗震性能比较

通过对分别设置构造柱和芯柱的整体、开窗洞、开门洞的三类加气混凝土砌块墙进行拟静力抗震试验,比较两种抗震构造措施对墙体抗震性能的影响。研究在水平荷载作用下各墙体的破坏过程,通过试验得到的滞回曲线,讨论各墙体的抗剪承载力、变形性能和耗能能力等性能指标,并分析了不同构造措施下墙体的抗震性能差异。试验表明,在墙体两端设置构造柱墙体的抗震抗剪承载力高(包括开裂荷载和极限荷载),刚度较大;在墙体两端和洞口两侧均设置芯柱的墙体由于洞口处有芯柱约束,后期承载力下降缓慢,有更好的后期变形能力;在耗能方面两者能力相当。     

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。     

框支密肋复合板低周反复加载试验

为了研究底部大空间框支密肋复合板结构的抗震性能,进行2榀底部框架、上部密肋复合墙板结构1/2比例模型低周反复加载试验。对比分析了开洞与未开洞的框支密肋复合板结构在低周往复荷载作用下的破坏过程、墙体顶点侧移和层间位移滞回特性,骨架曲线及各构件钢筋的荷载-应变曲线,探讨了墙体的刚度退化和残余变形率。试验结果表明:上层密肋复合墙板结构层层嵌套的独特构造形式使整体结构抗震性能优越,带洞口的框支密肋复合墙板结构破坏模式和刚度退化趋势与未开洞试件基本一致,且两者具有良好位移延性,抗倒塌能力和可修复性。     

带斜撑冷弯薄壁型钢墙体抗震性能试验

为了研究带斜撑冷弯薄壁型钢墙体的抗震性能,对4面冷弯薄壁型钢墙体足尺模型进行水平低周反复加载试验,考察斜撑、螺钉间距、端柱承载力对组合墙体抗震性能的影响,总结了各试件的破坏过程和主要破坏特征,分析了墙体的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化和耗能等抗震性能指标。结果表明:增加斜撑能够有效提高冷弯薄壁型钢墙体承载力、刚度和耗能能力,但是斜撑和横撑连接节点比较薄弱,连接处横撑翼缘较早发生屈曲,使得斜撑对墙体抗侧性能的提高有限,如果能加强节点区构造,则墙体的抗侧性能能够进一步提升;墙面板周边螺钉间距50 mm的墙体相对于螺钉间距100 mm的墙体承载力、刚度和耗能能力提高较大,但延性有所下降;在墙面板周边螺钉间距50 mm的情况下,对端柱进行了加强,延性和耗能能力却下降明显,说明墙面板的整体性对墙体抗侧性能影响较大;在减小螺钉间距的同时,需要对面板拼接处进行加强或改变拼接方式,防止面板相互挤压而导致脆性破坏。     

密肋复合墙体受力机理及抗震性能试验研究

密肋复合墙体是密肋壁板结构体系的主要受力构件,其受力特点与抗震性能不同于普通的混凝土构件,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。本文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,介绍墙体的主要破坏形态和破坏过程;分析墙体的受力特点;探讨墙体的承载能力、延性、耗能等抗震性能;提出墙体的恢复力模型。试验结果表明:墙体的破坏模式主要分为剪切型破坏、弯曲型破坏、剪切滑移型破坏、复合型破坏,其中剪切型破坏属于密肋复合墙体合理的破坏模式;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,其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;墙体的恢复力模型可以采用退化四线型。研究表明:密肋复合墙体是一种轻质、高强、节能、抗震性能良好的结构受力构件。     

壁挂式冷弯型钢结构双层组合墙体抗震性能试验研究

为研究壁挂式连接冷弯型钢结构中双层组合墙体的抗震性能,对4个足尺双层墙体试件进行了水平低周往复试验,考虑了刚性斜撑、方钢管端柱加强、下部两层墙体抗侧刚度比等因素对墙体抗震性能的影响.结果表明:增设刚性斜撑墙体中V形刚性斜撑与墙面板蒙皮作用同时发挥抗侧作用,提高了墙体的受剪承载力及弹性抗侧刚度,但延性降低;采用方钢管截面...     

加固钢筋混凝土柱抗震性能参数影响分析

为研究轴压比、新增纵向钢筋配筋率、新增箍筋的直径及间距对增大截面加固钢筋混凝土柱抗震性能的影响,建立了加固钢筋混凝土柱有限元模型,通过与加固柱在往复荷载作用下的试验滞回曲线进行比较,验证了模型的有效性,并将模型应用于加固柱的抗震性能分析中。参数分析结果表明:增大截面加固钢筋混凝土柱随轴压比的增加滞回曲线饱满程度降低,屈服后位移循环次数减少,不利于抗震;加固柱的水平承载力和刚度随着新增纵筋配筋率的增加而大幅提升;减小加密区的箍筋间距、增加新增箍筋的直径改善增大截面加固柱的延性性能效果显著。     

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。     

基于ABAQUS的钢筋混凝土柱拟静力试验非线性分析

为了研究ABAQUS在钢筋混凝土结构拟静力试验数值分析中的适用性,选取了美国太平洋地震工程研究中心结构性能数据库中的一根矩形截面钢筋混凝土柱（RC柱）的拟静力试验数据,在ABAQUS中分别采用实体单元和纤维梁单元两种方式对其在低周往复荷载下的抗震性能进行了数值模拟,并与试验结果进行了对比。结果表明：剪跨比不仅影响了RC柱的最终破坏形态,还会影响其抗侧刚度,且剪跨比越大,抗侧刚度越小;轴压比的增大会导致骨架曲线出现下降段,使RC柱的延性降低;混凝土强度对滞回曲线影响较小,纵筋配筋率的增大可有效提高RC柱的水平抗侧力。     

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。     

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。     

密肋复合墙体压弯剪复合受力性能非线性数值分析

应用通用有限元程序ANSYS,采用"实体单元-组合式配筋"计算模型,以墙体剪跨比、边框柱截面尺寸及配筋率作为变化参数,对墙体压弯剪复合受力性能进行非线性有限元分析。通过对不同墙体模型的承载力以及墙体截面正应力和应变等计算结果的分析,研究较大剪跨比密肋复合墙体的破坏形态及特征、受剪及受弯承载力的影响因素、压弯极限状态下墙体的应力及应变特征,为复合墙体正截面压弯承载力计算公式及构造措施的建立提供依据。经对比分析表明,有限元计算结果与试验结果吻合较好。因此,采用提出的有限元模型及方法得出的密肋复合墙体压弯剪复合受力性能的非线性有限元分析结果是可靠且可信的。     

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。     

现砌加强肋生态复合墙体抗震性能试验研究

为了便于生态复合墙体的进一步推广,在前期大量试验基础上,通过对1/2比例现砌加强肋生态复合墙体（XQCW-1）模型在低周反复荷载作用下的抗震试验,研究改变施工工艺后生态复合墙体的承载力、刚度、变形等抗震性能,并与标准密肋生态复合墙体（ECW-1）的受力特性作对比分析。试验结果及理论研究表明：现砌加强肋生态复合墙体在承载...     

现砌加强肋生态复合墙体斜截面抗剪承载力研究

为了便于生态复合墙体的进一步推广,提出现砌加强肋生态复合墙体,并对该复合墙体抗剪承载力计算进行研究。首先对1/2比例现砌加强肋生态复合墙体进行低周反复荷载试验,分析了试件的抗剪试验结果;在试验研究的基础上,分析了影响现砌加强肋生态复合墙体斜截面抗剪能力的主要因素,结合已有抗震墙体相关资料,提出砌加强肋生态复合墙体抗剪承载力的通用计算公式,并给出了公式的适用条件。计算结果与试验结果的对比表明:理论推导所得的复合墙体斜截面受剪承载力计算公式,具有一定的精度,且概念非常明确,能够满足实际工程设计的需要。     

竖向荷载作用下带纵向加强肋复合墙体受力性能研究

为研究带纵向加强肋复合墙体在竖向荷载作用下的力学性能,设计并制作一榀1/2缩尺比例模型墙体进行竖向均布荷载作用下的试验研究,探析复合墙体的破坏过程及墙体内钢筋应变在加载过程中的变化规律.采用ABAQUS软件建立不同工况下墙体的数值模型进行数值计算,分析影响墙体竖向承载力的主要因素.结果 表明:复合墙体在竖向均布荷载作用下经历了弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段;墙体破坏由上层角部砌块压碎剥落开始,最终由于框柱柱脚混凝土压碎、钢筋外鼓而失效;试验墙体的屈服荷载为250kN,破坏时极限荷载为300kN;墙体受力过程中,底部肋梁受压,上部肋梁受拉,中部肋梁钢筋应变在0 ～ 50με之间;框柱混凝土强度对墙体竖向承载力影响最大,肋梁配筋率对墙体竖向承载力影响程度最小.