密肋复合墙体抗震性能及设计理论研究

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——密肋复合墙体的抗震性能及设计理论进行研究．介绍墙体的主要破坏形式,提出墙体的三阶段受力模型,给出墙体的恢复力模型,探讨墙体的抗震设计方法,并提出相应的施工构造要求．理论分析与试验研究表明：墙体的破坏形式主要分为剪切型破坏、弯曲型破坏,其中剪切型破坏属于合理的破坏形式;墙体中的砌块、框格及框架,能够在试验的不同阶段依次发挥作用,具有多道抗震防线,体现出良好的抗震性能;墙体的抗震设计方法体现出抗震控制设计思想,墙体的施工构造保证了结构的整体性能．     

高宽比对密肋复合墙抗震性能的影响

密肋复合墙是由钢筋混凝土与轻质填充砌块组成的一种网格式抗震墙,高宽比是影响抗震墙抗震性能的重要因素之一.本文在密肋复合墙低周反复荷载试验的基础上,介绍了不同高宽下密肋复合墙的破坏形态,分析了高宽比对墙体承载力、延性、刚度等抗震性能的影响,与混凝土墙进行了对比,并就其原因进行了探讨.研究表明:密肋复合墙破坏特点、延性性能受高宽比影响的变化规律与混凝土墙有着较大的区别;密肋复合墙高宽比小于3.0时,墙体以剪切破坏形态为主;高宽比对于密肋复合墙延性性能的影响较小,高宽比小于1.0的低矮密肋复合墙亦可设计为具有良好延性的抗侧力构件.研究结果对于不同高宽比密肋复合墙体的抗震设计具有一定的参考意义.     

密肋复合墙板抗剪承载力计算研究

为适应墙体改革、保护耕地及住宅产业化的需要，提出了以密肋复俣墙板为主要承力构件的新型结构体系－密肋壁轻框体系，配合该结构体系的推广，在大量试验的基础上，对密肋复合墙板的破坏形态、承力机理及承载力计算等进行了比较深入的研究；给出了密肋复合墙板斜截面承载力计算公式，文中公式可以作为密肋壁板轻框体系设计计算的依据。     

底部框架-密肋复合墙房屋结构抗震设计方法

针对地震作用下砌体墙容易开裂、延性较差和混凝土墙刚度过大易导致薄弱层向上转移等问题,提出在房屋底层设置刚度可调、延性良好的新型抗侧力构件——密肋复合抗震墙,形成底部框架-密肋复合墙上部砌体结构,从框架-复合墙受力特点、框架与复合墙协同工作模型、复合墙有效刚度等方面对其抗震性能进行了详细分析,结合相关试验给出了底部框架密肋复合墙房屋结构实用抗震设计方法和构造措施.     

加气混凝土砌块置换加固受损密肋复合墙抗震性能试验研究

针对密肋复合墙的构造特点及在地震作用下"砌块-框格-外框"的破坏顺序,提出利用加气混凝土砌块置换墙体中破坏的砌块以恢复和提高受损密肋复合墙结构抗震性能的加固方法.对加固后的密肋复合墙进行了低周反复荷载试验,分析了墙体破坏过程和钢筋应变状况,重点研究了加固后复合墙的滞回曲线特点及承载力、刚度、延性等抗震性能,并与空框格框...     

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.     

带洞口框支密肋复合墙梁抗震性能试验研究

为了研究开洞对框支密肋复合墙梁抗震性能的影响,对1/2模型试件进行了伪静力试验研究,探讨了开洞复合墙梁的主要破坏形态、承载能力、刚度、变形能力及滞回性能,并与同尺寸未开洞密肋复合墙梁进行对比.试验结果表明:带洞口的框支复合墙梁破坏过程及模式与未开洞试件基本一致,洞口处构造柱的设置弥补了开洞所造成的承载力及刚度的降低.     

开洞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,通过对1/2模型开洞密肋复合墙体在水平单调荷载作用下的试验研究,并与标准未开洞密肋复合墙体进行对比分析,研究了开洞墙体的主要破坏特征;探讨开洞墙体的承载能力、刚度、变形能力、延性等受力性能;对开洞墙体进行钢筋应变分析;最后提出开洞复合墙体的刚度及受剪承载力的计算公式.试验及理论研究表明:开洞的密肋复合墙体的变形能力、延性好于标准不开洞密肋复合墙体,而刚度、承载力远远不及标准不开洞密肋复合墙体,设计时应加强外框柱和连梁的配筋以及墙板的竖向连接作用;钢筋应变分析表明外框柱、连梁对开洞墙体的受力性能贡献较大;提出的开洞墙体受剪承载力公式计算值比较接近试验值,适用于实际工程应用.     

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.     

小高层密肋壁板结构复合墙体抗弯性能试验研究

通过两榀1/2比例两层两跨密肋复合墙体模型在竖向荷载、水平荷载及附加弯矩共同作用下的单调加载试验,模拟12层小高层结构中底层墙体的受力性能,着重从墙体的破坏过程、破坏模式、承载力、变形性能、钢筋应变分布以及抗弯刚度退化等方面进行较深入地研究分析.结果表明,底层墙体在压、弯、剪复合受力状态下,其破坏模式主要为弯曲型破坏,其延性及变形性能不及剪切型破坏墙体.为保证墙体具有较好的延性及变形能力,在设计中应确保边框柱与复合墙板之间的合理匹配.     

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.     

带铅阻尼器冷弯薄壁型钢组合墙抗震性能试验

锁铆或自攻螺钉连接的冷弯薄壁型钢组合墙在低周往复加载试验中,滞回曲线"捏拢"现象较为严重、耗能能力较差.为减轻地震作用下冷弯薄壁型钢组合墙的破坏,提高结构体系的耗能能力,提出了一种带有铅阻尼器的冷弯薄壁型钢组合墙结构体系,并基于冷弯薄壁型钢组合墙的角部连接方式、面板铆钉间距及种类3种变量对其进行抗震性能试验研究.试验结果表明:加入铅阻尼器后,基于锁铆或自攻螺钉连接的冷弯薄壁型钢组合墙结构体系在低周往复荷载作用下,变形能力和耗能能力均有大幅度提升,刚度退化趋于平缓,损伤指数有较明显的降低,破坏形态也得到优化,但屈服荷载及峰值荷载略有降低;其次减小铆钉间距后,组合墙的屈服荷载、峰值荷载、峰值位移、抗剪强度得到一定程度的提高,但能量耗散系数差别不大;同时基于锁铆连接的冷弯薄壁型钢组合墙的屈服位移、屈服荷载、峰值位移、峰值荷载也明显高于基于自攻螺钉连接的冷弯薄壁型钢组合墙,延性及能量耗散系数相差不大.     

玻璃纤维增强聚合物混凝土小型空心砌块复合墙片的抗震性能

针对混凝土小型空心砌块墙体抗震性能较差的问题,提出了将具有良好力学性能的玻璃纤维增强聚合物(GFRP)片材粘贴在混凝土小型空心砌块墙体表面形成GFRP-混凝土小型空心砌块复合墙体来改善原混凝土小型空心砌块墙体的抗震性能的设想。通过5个试件(含一个对比用的标准试件)的伪静力试验,研究了采用不同纤维片材粘贴方式得到的复合墙片的抗震性能。试验结果表明,复合墙片比原墙片具有更高的受剪承载力、延性和耗能能力。     

改进型钢筋浆锚装配式剪力墙压弯承载力计算

为提高钢筋浆锚连接装配式剪力墙的力学性能,采用闭合扣接约束箍筋对传统钢筋浆锚装配式剪力墙进行改进,通过改进型钢筋浆锚连接装配式剪力墙的低周反复加载试验,证明了闭合扣接约束箍筋能够有效提高钢筋浆锚连接装配式剪力墙的力学性能.为确定改进型钢筋浆锚连接装配式剪力墙接缝的压弯承载力计算方法,对钢筋浆锚连接装配式剪力墙的破坏机理进行分析并提出简化的钢筋浆锚连接接缝承载力计算模型,结合现行规范设计公式提出钢筋浆锚连接装配式剪力墙的接缝承载力计算方法.采用规范公式计算和截面应力积分计算,得到改进型钢筋浆锚连接装配式剪力墙接缝的承载力.通过计算承载力与试验实测承载力的对比,证明了改进型钢筋浆锚连接装配式剪力墙接缝承载力简化计算模型和计算方法的合理性.     

墙趾可更换竖波钢板剪力墙抗剪承载力

针对钢板剪力墙在地震作用下墙趾容易出现应力集中,导致剪力墙局部屈曲和脆性破坏的问题,设计墙趾可更换竖波钢板剪力墙,即在剪力墙墙趾塑性区安装耗能阻尼器. 通过拟静力试验将墙趾可更换竖波钢板剪力墙与传统竖波钢板剪力墙的抗震性能进行对比. 研究墙趾可更换竖波钢板剪力墙的破坏模式、滞回性能、延性和耗能能力、强度和刚度退化以及墙趾阻尼器的可更换性. 试验结果表明：与传统竖波钢板剪力墙相比,墙趾阻尼器的安装不仅可以显著提升墙趾可更换竖波钢板剪力墙的抗侧刚度,也能进一步加强其抵抗面外失稳的能力. 利用ABAQUS有限元软件详细讨论墙趾可更换竖波钢板剪力墙波形钢板厚度、波角、阻尼器腹板厚度对抗剪承载力的影响,并给出墙趾可更换竖波钢板剪力墙的抗剪承载力计算公式.     

中印两国钢筋混凝土桩竖向承载能力计算方法对比

根据笔者在印度西孟加拉邦SAGARDIGHI THERMAL POWER PLANT(2*300MW)主厂房工程桩基处理方案的谈判和实践经验,介绍中国和印度两国在钢筋混凝土桩竖向承载能力确定时采用的计算方法和结果的对比分析,供有机会参与印度工程项目设计的设计人员参考和借鉴.     

深层开挖条件下自平衡试桩法上段桩承载力损失简化计算方法

针对在深层开挖条件下进行自平衡法试桩时,通过采取有效措施消除开挖段的侧摩阻力影响后,由于深层覆土开挖卸荷导致工程桩桩周土体围压减小,从而导致荷载箱上段桩抗拔承载力降低这一问题,通过借鉴目前在抗拔桩方面已有的相关分析方法、负摩阻力、基底附加应力以及相关土力学基础理论,提出了基于Mindlin解的简化分析方法以及负摩阻力-附加应力法两种简化分析方法,并以北京某地铁车站中间柱下桩为例,分别估算深层开挖土体卸荷引起的上段桩承载力的损失值。两种方法所得出的估算值存在较大差异,对其原因进行了初步分析。两种简化分析方法的合理性及准确性还有待于进一步完善和实践验证。