基于ANSYS的素土坯墙体抗震性能影响因素分析

针对素土土坯墙体的抗侧承载力和变形能力影响因素,采用数理统计理论中的正交试验因素分析方法,对素土坯墙体的静力弹塑性有限元非线性数值模拟计算结果进行了对比分析。研究了素土坯墙体厚度、洞口尺寸和竖向载荷对墙体抗侧承载力和变形能力影响程度。结果表明:未开孔的素土坯墙体,墙体厚度和竖向压应力对墙体的极限位移和极限载荷的提高具有同等重要的程度;开孔的素土坯墙体,墙体厚度、竖向压应力和开孔大小,对墙体的变形能力和抗侧承载力的提高程度相比较,竖向压应力的影响较大。

基于静力弹塑性数值计算的素土坯墙体抗震性能分析

应用有限元弹塑性静力方法,对3种不同厚度素土坯墙的5种不同开洞尺寸进行了数值模拟计算。通过计算分析了素土坯墙的抗侧承载力、裂缝形态、荷载位移曲线、延性以及开洞尺寸对素土坯墙体抗震性能影响的程度,并提出了素土坯墙体的抗侧承载力简化计算公式。同时,对土坯墙体在不同烈度地震作用下的抗震性能进行了评估,提出了针对素土坯墙体的开洞尺寸限制条件。此项研究结果可为村镇传统生土民居的改造及抗震加固提供参考依据。

木柱梁-土坯组合墙体非线性数值计算分析

对3种不同厚度的素土坯墙体和3种不同厚度的木柱梁-土坯组合墙体进行了有限元弹塑性计算。通过计算分析了素土坯墙体和组合墙体抗侧承载力、裂缝形态、延性。在此基础上,提出了墙体的抗侧承载力的简化计算公式,为木柱梁-土坯组合墙体设计提供了依据。同时,对素土坯墙体和木柱梁-土坯组合墙体在不同烈度地震作用下(众遇烈度、基本烈度和罕遇烈度)的效应进行了评估。研究表明,传统的素土坯墙体通过木柱梁形成组合墙体,可以满足9度地区罕遇地震烈度下裂而不倒的设防准则,研究结果可作为新疆传统生土民居的改造及抗震加固的依据。