自攻钉集块连接T形边框混凝土肋格复合墙板抗震性能试验

研发了混凝土框架(桁架)肋格填充发泡混凝土墙板,提出了T形边框与混凝土肋格复合墙板边肋的自攻钉集块连接构造。设计并制作了2个足尺自攻钉集块连接T形边框混凝土肋格复合墙板试件,包括1个十字形框架肋格墙板试件和1个人字形支撑桁架肋格墙板试件。进行了低周反复荷载试验,研究了各试件的破坏状态和滞回特性,分析了不同肋格构造对承载力、刚度、变形能力及耗能性能的影响。结果表明:十字形框架肋格墙板试件主要发生了发泡混凝土填充墙板及硬化砂浆面层的剪切开裂,人字形支撑桁架肋格墙板的破坏特征为混凝土桁架支撑的损伤失效;人字形支撑桁架肋格墙板试件的承载力和初始刚度相比十字形框架肋格墙板试件分别提高了74.3%和69.0%;十字形框架肋格墙板试件则具有较高的变形能力和耗能性能;自攻钉集块连接构造连接性能可靠,保证了T形边框与混凝土肋格复合墙板的协同变形。可为工程设计与施工提供参考。

带加强肋单向土工格栅的拉拔试验

在水平-垂直加筋体系研究的基础上,对单向土工格栅设置了加强肋,使其具备立体加筋效果。通过大量的拉拔试验,研究了带加强肋土工格栅加筋的筋-土界面特性。通过对汇总得到的36组拉拔试验数据进行分析,探讨了肋间距与肋厚对极限拉拔阻力的影响情况。试验结果表明:在相同法向应力作用下,带加强肋土工格栅的极限拉拔阻力明显高于普通土工格栅,其极限拉拔阻力随着加强肋肋厚的增加而显著增加,并随着加强肋肋距的增加而逐渐减小。在试验基础上,进一步分析了带加强肋土工格栅与砂土的相互作用机制,探讨了极限拉拔阻力的影响因素,建立了拉拔阻力理论公式,并将试验结果与理论值比较,二者基本吻合。

不同内填材料生态复合墙体肋格单元试验研究

为研究不同内填材料对肋格单元抗震性能影响,对3个不同内填材料肋格单元及1个空肋格单元进行了1/2比例模型试验,分析了试件的破坏过程及破坏机理,探讨了不同材料内填砌块肋格单元承载力、变形及耗能能力等抗震性能。试验结果表明:填充加气混凝土砌块试件发生了砌块角部压碎破坏,破坏过程与生态复合墙板的分阶段破坏相对应,是一种合理的破坏形式;加气混凝土砌块与秸秆泥坯砌块对肋格承载力提高较大,但变形能力降低;填充再生EPS轻骨料混凝土砌块试件,砌块较早地退出了工作,对肋格的承载力提高不大;填充秸秆泥坯砌块肋格单元耗能性能较好。研究结果对于生态复合墙体多道抗震防线的优化设计具有一定的参考意义。

带加强肋土工格栅的极限拉拔阻力分析

在立体加筋体系研究基础上,提出了带加强肋土工格栅加筋,即通过对普通土工格栅的肋进行加强处理,使其肋具有一定的竖向厚度,构成具有立体加筋效果的带加强肋土工格栅。采用染色砂法,通过带加强肋土工格栅的拉拔试验进行了拉拔力机理分析。在拉拔过程中,加强肋前方土体会首先被挤密加强,成为一个刚性的楔体,然后刚性楔与筋材一起运动成为一个土筋共同体。推导了带加强肋土工格栅加筋土的拉拔阻力模型,分析中将加强肋的侧阻力作用简化为侧向土压力的作用,采用极限平衡理论,通过两侧的主动土压力与被动土压力进行计算。根据所建立的拉拔阻力模型计算出带加强肋土工格栅加筋的极限拉拔阻力,并与试验结果进行了对比,两者基本吻合。

密肋框格防屈曲低屈服点钢板剪力墙抗震性能试验研究

密肋框格防屈曲低屈服点钢板剪力墙是一种新型抗侧力体系,采用力学性能优良的低屈服点钢作为内填墙板,通过密肋框格抑制钢板面外屈曲。为系统研究其抗震性能,进行了3榀1/3比例单跨两层半试件的低周往复荷载试验。对比分析各试件在循环荷载作用下的承载力、延性、刚度和耗能能力,探究不同节点刚度和框-墙连接方式的影响,考察三者的破坏形态。试验结果表明:密肋框格防屈曲钢板墙具有稳定的承载力和良好的塑性变形能力,结构初始侧向刚度大,耗能性能优良。防屈曲密肋框格的设置起到类似两边连接的作用,有效改善了内填板的受力特性,试件的滞回曲线饱满,避免出现"捏缩"现象。结构具有理想的屈服顺序和较为合理的破坏模式。梁柱节点对试件的抗震性能影响较小,降低连接刚度能够提高结构的延性和耗能。最后将各试件承载力和初始刚度的理论计算值与试验结果进行对比,二者较为吻合。

粮食侧压力作用下密肋复合墙板肋格单元数值模拟

在已有试验基础上,进行了基于内聚力模型的密肋复合墙板静力加载全过程有限元分析,研究了密肋复合墙板结构在粮食侧压力作用下的受力机理。结果表明:黏结界面开裂后,基于内聚力模型的密肋复合墙板在协同受力作用下表现出“拱”破坏形式;黏结界面损伤主要分布在跨中板底及板顶与边肋梁、柱接触区域,损伤及位移模拟结果与试验结果一致;基于内聚力模型的密肋复合墙板具有与矩形双向板相似的塑性铰线破坏特征,验证了内聚力模型的合理性,为粮食平房仓密肋复合墙板的结构计算分析提供了参考。

一种角钢边框带肋格复合围护墙板及制作方法

提出了一种用于装配式轻钢框架-组合墙结构的角钢边框带肋格复合围护墙板,角钢起约束作用且便于打孔与轻钢框架装配,混凝土墙板由钢丝网混凝土薄板面层和正交配筋混凝土肋格构成,肋格间可填充粉煤灰砌块、聚苯颗粒轻质混凝土等,混凝土薄板外可复合石墨聚苯板、尾矿微晶发泡板等。该墙板具有轻质、保温、隔声、耐火等优点。该墙板的混凝土采用再生混凝土,有利于建筑垃圾资源化。介绍了该墙板的设计细节、制作方法及装配工艺。

不同肋格形式装配式复合墙体抗震性能研究及拓优评价

为研究不同肋格形式装配式复合墙体抗震性能并进行墙体肋格形式择优,在对装配式复合墙体1/2比例模型拟静力试验及数值模拟的基础上,分析肋格形式对复合墙体抗震性能的影响规律,并对墙体肋格形式进行基于可拓优度评价法的多指标综合评价择优。结果表明墙体的承载力、延性、变形性能及耗能性能均随肋格数量的增加逐渐增大,但当肋格数量过多,墙体趋向于不利破坏模式,其抗震性能随之降低。4肋梁×4肋柱肋格布置是标准复合墙体的最优肋格形式。将可拓优度评价法应用于装配式复合墙体的综合评优,可较为科学地得出墙体的最优肋格形式,为装配式复合墙结构实际工程提供一定的设计依据。

强震下半刚性框架-密肋框格防屈曲钢板剪力墙弹塑性时程分析

为研究半刚性框架-密肋框格防屈曲钢板剪力墙结构的抗震性能,对一个1/3缩尺的钢框架-防屈曲剪力墙模型进行了弹塑性时程分析.重点分析其在Taft波、EL-Centro波及人工地震波作用下的动力特性、加速度反应、位移反应和剪力分布等.结果表明:多遇地震作用下,结构的刚度退化不明显;罕遇地震作用下,结构表现出强烈的非线性和明显的刚度退化;结构的弹性和弹塑性层间位移角分别为1/1 016和1/149,均满足我国现行抗震规范对层间位移角限值的规定和"两阶段,三水准"的抗震设防要求.密肋框格的设置改善内填钢板的受力性能,并实现了防屈曲的目标.研究为该类结构的抗震设计及其在抗震设防区的应用提供参考.

拉挤互锁复合材料格栅结构格栅肋的应力集中

在新型、高效的拉挤互锁复合材料格栅结构的制造工艺中通过格栅肋开槽克服材料堆积,而开槽处的应力集中会影响结构的破坏和疲劳,是结构设计中需要考虑的一个重要因素。建立了加帽的格栅肋应力分析模型,应用复变函数孔口问题解的结果,得到了格栅肋开槽附近的应力解。分析了格栅肋开槽处的应力集中,讨论了开槽尺寸,材料常数等因素对应力集中的影响。

斜向肋格水泥聚苯模壳格构式混凝土墙体抗震性能试验

水泥聚苯免拆模壳格构式混凝土墙是一种保温结构一体化复合墙体,设置斜向肋格水泥聚苯免拆模壳格构式混凝土墙是一种新模式。为研究该斜向肋格格构式混凝土墙体的抗震性能,进行3个格构式墙体原型试件的水平低周反复荷载试验,包括2个设置斜向肋格的新型和1个传统型格构式墙体,得到各试件承载力、滞回曲线、骨架曲线、延性和刚度退化等力学性能,以及破坏模式的试验结果。对比分析设置斜向肋格新型和传统型格构式墙体抗震性能的差异,同时探讨水泥聚苯模壳(EPSC)对设置斜向肋格的新型复合墙体抗震性能的影响。试验结果表明:设置斜向肋格的新型水泥聚苯免拆模壳格构式墙体较传统格构式墙体具有更高的承载力、弹塑性变形能力和耗能能力;EPSC和钢筋混凝土骨架协同工作,显著提高了墙体的耗能能力,一定程度提高了墙体的承载能力、刚度等力学性能。研究结果为其工程应用提供技术支撑。

复合材料格栅板受弯性能试验研究与数值分析

以纤维增强复合材料格栅板为研究对象,包括不设蒙皮的纯格栅板、设单面蒙皮的格栅加筋板和设双面蒙皮的格栅夹层板。采用不饱和聚酯树脂作为基体材料,玻璃纤维作为增强材料,通过模塑工艺加工成型格栅板。针对该板的受弯性能开展试验研究与数值分析。对按不同方式设置蒙皮的格栅板进行了三点弯和四点弯加载试验,研究其受弯承载力、破坏形态等,结果表明:采用上蒙皮增强纯格栅板,可显著提高试件的抗弯承载力和刚度,并使结构具备良好的延性破坏特征。针对格栅板的受弯性能进行了数值分析,并对比试验结果,验证了有限元模拟的准确性;针对蒙皮厚度、格肋高度、格肋厚度和格肋间距等因素对格栅板受弯性能的影响规律进行了参数分析。

框支密肋复合墙体拟静力试验研究

为研究底部大空间框支密肋复合墙结构的抗震性能,结合新型斜交肋格密肋复合墙板结构,进行2榀底部框架-剪力墙上部密肋复合墙体结构1/2比例模型拟静力试验.分析正交肋格和斜交肋格框支密肋复合墙体在低周反复荷载作用下的破坏过程、传力机理,探讨结构层间位移滞回特性,各构件钢筋的荷载-应变曲线,墙体的残余变形率.试验结果表明:框支密肋复合墙结构抗震性能优越,墙板独特的斜交式肋格构造形式有效提高结构的延性、变形性能,抗倒塌能力和可修复性.

框支密肋复合板结构力学性能数值模拟

基于不同构造形式的框支密肋复合板结构低周反复加载试验,依据Park退化参数滞回规则,采用非线性程序IDARC建立结构计算模型,并进行加载过程滞回曲线和骨架曲线计算值与试验值对比分析,以验证模型的正确性.同时,依据方差分析法,对框支斜交肋格复合墙板构件关键部位内力和整体结构最大转角值影响因素进行显著性分析.运用Abaqus程序建立合理的墙板模型,给出不同受力状态下随墙板高度变化的位移曲线,得到框支正交、斜交肋格墙板分别偏于弯剪型和剪切型变形的结论.不同位置斜交肋杆的轴向应变及杆间作用产生的内力比较结果表明,结构具有明显的桁架特征,杆间作用对肋杆端部弯矩和轴力影响较小,杆件以轴向变形为主.

基于ETABS的斜交密肋框架结构地震反应分析

目的研究斜交密肋框架结构在小震下的地震反应和大震下的构件屈服顺序及主体安全性能.方法运用ETABS程序对试算结构进行建模计算.通过改变框架内部密肋框格的构造形式,比较结构基本动力特性的变化规律.结果弹性地震反应分析表明,嵌入的密肋框格与外框架共同工作,提高了结构抗侧刚度,改变不利振型出现顺序,降低了平面不规则结构的平扭耦联效应,使结构整体受力更趋合理;Pushover分析表明,倾斜设置的框格杆件传力路径更直接,首先参与结构抗震,通过自身的屈服和破坏发挥耗能减震作用,结构具有先密肋框格后外框架的分步延性破坏机制,符合现代结构分灾抗震设计原则.结论斜交密肋框架结构的提出,对于改善中高地震烈度区框架结构的抗震性能具有重要意义.

格构形式对格构式混凝土填充墙RC框架结构地震反应影响分析

为研究格构形式对格构式混凝土填充墙钢筋混凝土(RC)框架结构地震反应的影响,根据已开展的传统的水泥聚苯模壳(EPSC)格构式混凝土填充墙RC框架结构的振动台模型试验,采用ABAQUS建立有限元模型,模拟结构地震响应。改变格构式混凝土墙体的格构形式,增设斜向肋格,将设置斜向肋格型格构式墙体与传统型格构式墙体配合使用,组成新型格构式混凝土填充墙RC框架结构,研究新型模型结构的地震响应,并与传统型结构的数值模拟结果进行对比。传统型结构的加速度时程和傅里叶振幅谱幅值的模拟结果与振动台试验实测值的比较说明数值模拟方法的有效性,进一步针对填充墙中采用增设斜向肋格的格构式混凝土体框架结构进行模拟,发现新型格构形式结构的抗震性能保持了传统型的优势且有所提高,说明新型格构形式结构具有良好的抗震性能和应用前景。

半刚性框架-密肋框格防屈曲低屈服点钢板墙抗震性能试验研究

为研究半刚性框架-密肋框格防屈曲低屈服点钢板墙结构的抗震性能,对一榀1/3缩尺的结构试件进行拟静力试验,对其滞回性能、承载力、延性、刚度、耗能和节点转动性能等进行分析。结果表明:试件最终呈面内弯剪破坏,结构屈服、破坏顺序为内填钢板面内受剪屈服、区格屈曲直至撕裂,边缘构件进入屈服并最终在框架梁端与柱脚形成塑性铰,结构的破坏机理符合"强框架、弱墙板"、"强柱弱梁"的设计理念;内填钢板与外框架形成了有效的两道抗震设防防线,抗震性能优良;试件具有稳定的承载力与优异的塑性变形能力;结构整体刚度好,初始侧向刚度大;密肋框格的设置改善了内填钢板的受力性能,实现了防屈曲的目标,试件滞回曲线饱满呈梭形,具有良好的耗能能力;位移加载后期节点角钢虽然进入塑性工作状态,但在内填钢板"衬板"作用的加强下,未发生明显损坏,且试件的整体承载力保持稳定。

两种密肋框格屈曲约束低屈服点钢板剪力墙抗震性能试验研究

通过对2榀缩尺比例为1∶3的两种密肋框格屈曲约束构造的低屈服点钢板剪力墙试件进行抗震性能试验研究,对比分析了两榀试件在低周往复荷载作用下的破坏形态、滞回性能、延性、刚度、承载力和耗能性能等,考察了框-墙之间的剪力分配关系,以此为基础检验了周边框架柱刚度阈值公式的有效性,探讨了钢板剪力墙结构的变形模式。研究结果表明:两侧密肋框格屈曲约束构造能够有效地抑制内填钢板的整体屈曲,使其实现"先屈服,再屈曲"的设计目标。两个试件的破坏进程符合"强框架,弱墙板"和"强柱弱梁"的设计理念,最终均呈平面内弯-剪破坏模式。结构的滞回环饱满呈梭形,具有稳定的承载与塑性变形能力,延性好,初始侧向刚度大。外框架与内填钢板之间的剪力分配转换平稳有序,能够组成合理可靠的双重抗侧力体系。给出了框架柱脚最大剪力和抗剪强度的近似计算公式,可以用于竖向边缘构件平面内受剪屈服的校核。提出了一般钢板剪力墙结构受剪承载力和受弯承载力的计算公式,便于工程设计人员进行内填钢板和周边框架规格的初步选择。

高温后密肋复合墙体框格单元损伤

密肋复合墙结构体系因节能、减震等诸多优点,在中国部分地区得到了广泛应用。火灾会降低建筑的使用性能,严重威胁人民生命财产安全。为了研究高温后密肋复合墙体框格单元(multi-ribbedcomposite wall cell, MCWC)的受力特性,该文以MATLAB为编程平台,计算模型选用MCWC的弹塑性损伤刚架-斜杆模型,定义模型中各子单元高温损伤变量,编制了高温后MCWC受力分析程序MRCS-T,得到高温后MCWC局部损伤值。利用局部损伤值,基于能量分析方法,构造整体损伤指标,据此给出高温后MCWC的5个损伤状态和每个阶段损伤限值,为高温后MCWC承载力的评估提供了理论依据。

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。