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。     

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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

多目标优化设计方法在密肋复合墙体中的应用

该文针对密肋壁板结构的主要受力构件——密肋复合墙体，进行多目标优化设计探讨。运用评价函数法及罚函数法，同时考虑造价和斜截面抗剪承载力两个因素，满足实际工程应用的需要。     

钢骨外框密肋复合墙体延性的非线性数值分析

为了提高普通密肋复合墙体的水平承载力和改善其抗震性能,在隐形框架里配置型钢形成钢骨外框密肋复合墙体。本文应用ANSYS有限元软件对钢骨外框密肋复合墙体进行非线性数值分析,根据不同的高宽比、轴压比和配钢率的计算结果,对该结构体系的延性及其破坏形态进行综合分析。分析结果表明,高宽比主要控制钢骨密肋复合墙体的破坏形态,轴压比对其结构的延性的影响最为显著。     

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。     

密肋复合墙板抗剪性能和承载力分析

在密肋复合墙板低周期加载试验的基础上，分析了墙板各组成构件的受力特点，指出了此种结构的开裂强度和抗剪承载力公式，通过工程实践检验，实验算例和工程结构吻合较好。     

一种密肋复合墙板的有限元分析

为了进一步研究密肋壁板结构的抗震性能,利用大型有限元软件对其进行了非线性有限元分析,并就理论计算与前期实验结果进行了对比分析,通过前期试验结果验证了两种计算模型的合理性。     

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。     

密肋壁板结构的有限元分析

从密肋壁板结构组成材料的单元材料、破坏准则、本构关系等方面进行了分析，运用通用有限元程序ADINA对密肋复合墙体进行了有限元分析，模拟了墙体内力和变形发展的全过程，从而为建立更为有效的墙体简化计算模型提供参考。     

密肋复合墙板抗侧刚度及承载力研究

对9榀不同形式的墙板进行了伪静力试验,介绍了墙板的破坏过程,分析了墙板的受力特点及影响墙板刚度及承载力的主要因素.结合试验及构造分析,按照混凝土体积不变的原则将墙板等效为正交各向异性的纤维加强复合材料,提出墙板弹性刚度计算公式;在弹塑性阶段分析了墙体承载力的组成,并以刚架斜压杆为计算模型,采用理论与经验相结合建立墙板抗剪承载力计算公式.计算值与试验值吻合较好,为密肋复合墙体结构设计提供了理论依据.     

内填砌体的密肋复合墙体极限承载力计算

结合课题组前期的研究成果,就一种新型结构的主要受力构件——密肋复合墙体的极限承载力进行研究。建立了偏心受压和偏心受拉复合墙体斜截面受剪承载力计算公式,并就影响墙体斜截面受剪承载力的因素进行了讨论;建立了墙体正截面压弯、拉弯承载力实用计算公式,并给出了墙体最终发生弯、剪破坏模式的判定。理论研究与试验分析表明:依据极限平衡理论,采用理论与经验相结合建立起来的复合墙体斜截面受剪承载力计算公式和以应变平截面假定为基础,理论推导所得的复合墙体正截面承载力计算公式,具有一定的理论依据和实用价值,满足实际工程计算需要。     

密肋复合墙体的弹塑性分析宏模型

通过对密肋复合墙体的受力性能、破坏模式的详细分析,结合低密肋复合墙体在低周反复荷载作用下的试验研究,提出了密肋复合墙体的弹塑性分析宏模型,并根据不同的破坏模式,对模型中的参数进行了分析确定。利用该模型,可以减少密肋复合墙体弹塑性分析的计算量,提高分析的精度,并为下一步进行密肋复合墙体结构的弹塑性分析提供依据。     

钢板混凝土组合剪力墙轴压比影响研究

钢板混凝土组合剪力墙的抗震性能与轴压比关系密切。采用Marc有限元软件对不同轴压比的钢板混凝土组合剪力墙进行了弹塑性分析,以考察轴压比对钢板混凝土组合剪力墙的抗侧刚度、滞回性能、耗能能力、变形能力以及承载力的影响,并对其分析模型进行了试验验证。研究结果表明：钢板混凝土组合剪力墙正截面承载力随轴压比变化,当轴压比为0.4时,承载力达到最大值;当轴压比在0.2～0.4范围时,钢板混凝土组合剪力墙变形能力最大,耗能能力最强;当轴压比超过0.6时,其变形能力下降,延性减小,耗能能力减弱;轴压比对钢板混凝土组合剪力墙的初始刚度有一定影响,伴随着往复加载,墙体抗侧刚度不断减小。研究中为了验证有限元分析结果的可靠性,进行了钢板混凝土组合剪力墙压弯受力缩尺模型试验。有限元数值模拟结果与缩尺模型试验结果比较接近,而按照JGJ 138-2012《组合结构设计规范》（报批稿）和纤维模型计算得到的钢板混凝土组合剪力墙正截面承载力偏于保守。为了保证钢板混凝土组合剪力墙良好的抗震性能,在实际工程中构件的轴压比设计值不宜过高。