密肋复合墙-剪力墙混合结构水平位移计算方法研究

密肋复合墙-剪力墙混合结构是把密肋复合墙与剪力墙组合起来,形成的一种新型联合抗侧力结构,有效解决了密肋结构在7度及以上地震烈度区建造高度、应用范围受限的问题。对水平荷载作用下复合墙-剪力墙结构的位移计算方法进行研究:依据Timoshenko梁基本理论,将密肋复合墙视为弯剪型悬臂墙,同时考虑其弯曲变形和剪切变形,采用变形连续化方法建立了结构体系的位移微分方程,以常见倒三角形荷载为例推导了密肋复合墙弯曲变形、剪切变形和结构总水平位移的解析表达式。算例分析表明:复合墙-剪力墙结构与框剪结构的刚度特征值、位移公式完全相容,后者可视为前者在复合墙抗弯刚度取无穷大时的一种特殊表现形式;结构侧移曲线呈现弯曲变形为主的弯剪型特征,但复合墙的剪切变形在总变形中占有一定比重,不应忽略。研究工作为复合墙-剪力墙结构的内力计算和抗震设计提供了基础。

框支密肋复合墙结构地震易损性研究

地震易损性分析通过概率计算建立地震强度和结构损伤之间的关系,可以实现结构地震风险预测和评估。为了对框支密肋复合墙结构在不同地震强度下的抗震能力进行评估,该文采用OpenSEES有限元软件,选用密肋复合墙的刚架-等效斜撑简化模型,建立结构整体分析模型,基于增量动力时程分析(IDA)和易损性分析,研究不同参数的变化对结构抗震性能的影响。结果表明:转换层刚度比的变化对结构性能影响显著,结构竖向布置均匀对抗震有利,建议8度区框支密肋复合墙结构的刚度比取值为1.0~2.5;肋柱数量、砌块强度的变化可对结构的抗震性能产生影响,应合理选择;混凝土强度等级对结构的抗震性能影响较大,在实际应用中应在满足规范要求的前提下选择较大的混凝土强度等级。

框架-密肋复合墙结构新体系研究

结合密肋复合墙结构的研究成果和框架结构抗震性能的发展趋势,提出一类新型结构体系:框架-密肋复合墙结构体系。简要介绍了密肋复合墙结构受力特点,阐述了将密肋复合墙引入框架结构的重要意义,即增强大震下框架结构的抗震能力,扩展密肋复合墙结构在工业与民用建筑中的应用范围,以及丰富多高层框架结构整体加固方法等。根据外框架类型和密肋墙对抗侧刚度贡献机制的不同,对框架-密肋复合墙结构进行了分类,详细介绍了正在进行研究的几种结构形式,并指出现阶段框架-密肋复合墙结构的研究内容和方向。

框支-斜交密肋复合墙结构影响因素及框支梁内力系数研究

采用正交试验设计方法,考虑框支梁高跨比(hb/l0)、抗震墙截面宽度与高度比(Bw/Hw)、密肋复合墙高跨比(hw/l0),通过对框支-斜交密肋复合墙结构计算结果直观分析和方差分析,对构件关键部位内力和整体结构最大转角影响因素进行显著性分析,得出hb/l0和Bw/Hw对框支梁和框支柱的部分内力具有显著影响,对整体结构最大转角具有一定影响的结论.并在此基础上给出相应框支梁内力系数实用设计计算方法.

框架-密肋复合墙结构的优化设计

将框架结构和密肋复合墙相结合形成新的结构——框架-密肋复合墙结构。利用SAP2000有限元分析软件建立框架-密肋复合墙结构的分析模型,模拟地震波输入。研究地震波作用下密肋复合墙分布于不同位置以及密肋复合墙墙体采用不同肋格组合方式的地震响应,寻找结构最优布置方式,为框架-密肋复合墙结构的设计提供参考。

框架-密肋复合墙结构的三向地震作用反应分析

利用SAP2000有限元分析软件建立框架-密肋复合墙结构的分析模型,对模型进行动力时程分析,研究高层框架-密肋复合墙结构在三向地震作用下结构的受力、位移、加速度等变化规律,为结构设计提供理论参考和设计依据。

框架-密肋耗能复合墙结构与框架填充墙结构抗震性能的对比分析

用密肋耗能复合墙取代传统的砖墙作为框架结构中的填充墙,形成框架-密肋耗能复合墙结构.通过建立简化的刚架-整体斜压杆模型,运用静力弹塑性分析方法对框架-耗能复合墙结构与框架填充墙结构在周期、层间位移角、局部变形等几方面进行对比分析.计算结果表明,耗能复合墙通过优化设计即可调整抗侧刚度并能有效耗散地震能量,在中高地震烈度区以密肋耗能复合墙代替砖填充墙后,结构的抗震性能明显优于普通框架-砖填充墙结构.

水平荷载作用下密肋复合墙结构的变形计算

密肋复合墙结构是近年来应用在住宅领域中的一种新型建筑结构体系,目前关于地震作用下密肋复合墙结构的变形计算方法尚不完善,采用等效剪力墙结构模型不能同时考虑密肋墙的有效弹性模量和有效面内剪切模量,导致等效模型在水平荷载作用下的变形与实际结构存在一定误差。在试验研究基础上,依据铁木辛柯剪切梁理论并考虑密肋墙体弹性常数取值和构造特点,建立了包含剪切变形在内的密肋复合墙侧移曲线方程;同匀质混凝土墙侧移方程相比,密肋墙侧移方程中的弹性常数是与墙体构造有关的变参数表达式。算例分析表明,等效混凝土墙结构模型的侧移变形计算结果较实际结构偏小,在中高层结构中表现尤为明显,可能引起不可忽略的误差而导致结构存在安全隐患;建议对等效混凝土墙模型的侧移变形结果进行修正,给出了初步的修正系数供工程设计参考。

框架-复合剪力墙结构水平位移的计算方法

基于框架-剪力墙的结构位移计算方法,引入密肋复合墙体的剪切变形,分别建立了框架-复合剪力墙结构在倒三角形荷载、均布荷载及顶部集中荷载作用下的水平位移微分方程,给出了水平位移的解析解,并以一12层框架-复合墙结构为例进行分析.结果表明,框架-复合墙结构的剪切变形使总水平位移显著增加,且所占总位移的比例较大,位移计算必须计入剪切变形.文中还比较了框架-复合墙结构与框剪结构在位移、刚度等主要力学性能方面的异同,发现两种结构都以弯剪变形为主,但剪切变形在两者总位移中所占的比例差别很大;复合墙是一种"变刚度、变阻尼"的受力构件,框架-复合墙结构中当层间位移角为1/250时框架处于最不利受力阶段.

半刚性框架-密肋防屈曲钢板剪力墙试验研究及数值模拟

提出了一种半刚性框架-密肋防屈曲钢板剪力墙,并对该结构进行了低周反复试验,研究了其滞回曲线、骨架曲线、延性及耗能性能.试验结果表明该结构具有较高的抗侧刚度、承载力和稳定的耗能能力.并在试验研究的基础上,通过ABAQUS对该结构进行了有限元模拟,在承载力、层间位移、破坏形式等方面与试验结果吻合较好.并且通过有限元模拟了非加劲、加劲板的弹性屈曲荷载,其模拟结果与理论值、《高层民用建筑钢结构技术规程》规定值接近,表明密肋的设置有效地避免了内填板的整体屈曲,保证了内填板剪切屈服先于弹性屈曲.该研究为其理论分析和工程应用提供了依据.

水平荷载下框架-密肋复合墙体的力法位移方程

目的研究框架-密肋复合墙体的构造形式与受力特点及在水平荷载作用下其顶部位移的简化计算方法.方法以框架与复合墙的并联机制为协同工作模型,以框架结构的位移计算方法为依据,考虑弹性状态中后期填充砌块开裂情况,根据材料力学和结构力学基本理论提出框架-复合墙体的力法位移方程,并利用型钢混凝土外框柱-密肋复合墙的试验结果对位移方程进行验证.结果框架-复合墙体的力法位移方程与一般框架、混凝土墙位移方程有着良好的相容性;框架-复合墙体的剪切变形在总变形中所占比重较大,中高层框架-复合墙结构侧移曲线呈现明显的弯剪型特征.结论提供了一种框架-密肋复合墙体位移计算方法,可供该结构体系的实际工程设计参考.

框架-密肋复合墙非线性地震反应分析

随着技术的发展和人们的需要,许多前沿技术、新型结构形式和材料应用到住宅结构中。减轻结构自重,提高抗震能力,增强保温节能效果,简化施工方法是当今建筑结构的发展趋势。建立合理的力学分析模型,对其理论体系的完善及推广至关重要。本文根据框架-密肋复合墙板的受力机制,以及抗震性能等前期研究成果,建立空间有限元分析模型,对密肋壁板轻框结构的抗震性能进行了研究,运用有限元模拟软件建立框架-密肋复合板的结构模型,分析在地震作用下结构模型的层间位移、加速度等变化规律,讨论框架-密肋复合墙结构整体抗震性能。

水平荷载作用下土与密肋复合墙结构相互作用的简化分析

针对密肋复合墙结构特有的受力特点,将结构中的隐形外框架取为若干空间梁单元,把密肋复合墙板按等效斜压杆来处理,将上部结构简化为刚架-斜压杆模型,利用该模型建立了考虑地基弹性变形的密肋复合墙结构与其地基基础相互作用的整体分析模型,来分析其受水平荷载作用时的共同工作问题。研究结果表明:密肋复合墙结构刚架-斜压杆模型具有一定的理论性及准确性;考虑土与结构相互作用的影响以后,水平侧移随着地基刚度的增大而减小,基础结构承担的剪力逐渐向上部结构第一层转移,整个密肋复合墙结构的柔度随着地基刚度的增大而减小。计算结果表明:该计算模型可以为密肋复合墙结构与其基础地基的相互作用分析提供了一种可行的简化方法。

底部框架——密肋复合墙房屋结构抗震设计方法

文章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。

外框密肋复合墙抗剪机理及承载力计算

在外框密肋复合墙低周反复荷载试验的基础上,对墙体的抗剪机理进行了分析;依据极限平衡理论引入砌体抗剪承载力影响系数和框格承载力影响系数,同时考虑RC框格与填充砌块之间的相互作用;提出了外框密肋复合墙抗剪承载力计算公式;本文公式计算结果与试验结果、有限元数值模拟结果进行了比较。研究表明:本文基于水平薄弱层破坏建立的外框密肋复合墙抗剪公式较传统基于斜截面破坏建立的抗剪公式具有更明确的物理意义;本文公式计算精度较高,与试验结果、有限元数值模拟结果相差不到10%。

地震作用下框架-复合墙结构弹塑性内力计算

框架-复合墙结构是以框架和密肋复合剪力墙共同承担水平地震作用的新型组合式双重抗侧力体系,合理计算弹塑性阶段框架与复合墙的内力是决定大震下结构体系安全性能的关键问题之一.根据6榀典型密肋复合墙试验数据,建立了复合墙体指数式刚度退化模型,量化了墙体在各变形阶段的刚度退化系数.在对比复合墙与框架、混凝土墙、砌体墙刚度退化规律的基础上,分析了复合墙刚度退化对结构受力性能的影响,提出了弹塑性阶段框架-复合墙结构地震内力的实用计算方法,并通过具体算例讨论了结构内力的变化情况.研究结果表明:弹塑性阶段,框架与密肋复合墙刚度退化速度比值呈非线性关系,框架分担总地震剪力的比例增加,但其绝对剪力值增加幅度并不明显;考虑弹塑性阶段复合墙的刚度退化,更好地符合了地震下框架-复合墙结构的实际受力情况.

装配式钢管密肋保温复合墙体抗震性能试验研究

为研究钢管分布形式对钢管密肋保温复合剪力墙墙体抗震性能的影响,设计制作了4片缩尺比为1∶2的装配式钢管密肋保温复合剪力墙墙体,通过对1片剪力墙墙体的轴压试验和3片剪力墙墙体的低周往复荷载试验,研究了墙体的破坏形态及模式、承载能力、滞回特性、骨架曲线、刚度退化以及变形和耗能性能.试验结果表明:对于竖向荷载作用下的密肋复合墙体,由于在肋柱中布置了钢管,其抗压承载力显著提高;对于低周往复荷载作用的密肋复合墙体,其主要破坏形态为整体剪切破坏,且基本按照"填充砌块-肋格-边框柱"的顺序破坏,与普通钢筋密肋复合墙相比,钢管密肋保温复合墙的抗剪承载力提高了112%,同时具有良好的变形能力和耗能性能.研究结果完善了装配式密肋复合板结构体系,为密肋复合板结构应用于高层住宅建筑提供了理论依据.

框架-密肋复合墙结构剪力分担率计算方法研究

密肋复合墙体具有独特的结构构造形式,其刚度可按不同抗震设防要求进行调整,并可满足复杂建筑形式的要求。该文以框架-剪力墙结构为依据,对框架-密肋复合墙结构协同工作机制及剪力分担率计算方法进行较为系统的研究。基于Timoshenko梁基本理论,将框架-密肋复合墙结构视为由剪切型悬臂框架、弯剪型悬臂梁组成的双重抗侧力体系,采用连续化方法建立框架-密肋复合墙结构的位移微分方程,推导出了计入复合墙剪切变形的水平位移解析表达式和内力计算公式。根据前期试验获得的墙体模型低周反复荷载试验数据,拟合得出密肋复合墙体指数式刚度退化模型,量化了墙体在各变形阶段的刚度退化系数。在此基础上提出不同变形阶段框架-密肋复合墙结构剪力分担率的实用计算方法,并通过算例验证了复合墙刚度退化对结构内力分配的影响程度。

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.

框架-密肋复合墙体抗震性能试验研究

框架-密肋复合墙结构是由框架与框架-密肋复合墙体组成的一种新型双重抗侧力结构。利用试验方法对该结构体系主要受力构件——框架-密肋复合墙体的抗震性能开展研究。在已有相关研究工作基础上,对1/2比例RC框架-井字形复合墙体、SRC框架-井字形复合墙体和空框格框架进行低周反复荷载试验,分析框架-复合墙体的破坏过程和滞回曲线特点,研究墙体的承载力、刚度、延性及耗能能力等,并与已有框架-十字形复合墙体等试验结果进行对比。试验结果表明:框架-密肋复合墙体具有较好的协同工作性能与双重受力特点,其受剪承载力、刚度、耗能性能均明显优于普通框架及填充墙框架,内部密肋复合墙板始终有效分担外荷载,墙体在后期大位移循环阶段的延性和承载力较好,具有良好的抗震性能。