密肋复合墙体抗弯性能试验研究与结构计算模型分析

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密肋壁板结构是一种自重轻、抗震性能好、施工速度快、节能效果佳、经济实用的建筑结构新体系,具有广阔的发展前景。然而,作为一种新型结构体系还有许多问题需要进一步的研究与完善。本文以密肋壁板结构的主要受力构件——密肋复合墙体为研究对象,在总结分析已有研究成果的基础上,利用试验研究及理论分析对中高层密肋复合墙体抗弯性能进行了分析,并针对密肋壁板结构的受力及构造特点,进行了结构的简化力学模型研究。主要研究内容包括:(1)进行了两榀1/2比例两层两跨密肋复合墙体在竖向荷载、水平荷载及附加弯矩共同作用下的单调加载试验,模拟12层密肋壁板结构底层复合墙体在竖向荷载、水平荷载及上部结构传来的附加弯矩共同作用下的受力性能。着重从试验墙体的破坏模式、承载力、抗弯刚度退化以及它们的影响因素等进行了较为深入的研究,为中高层密肋复合墙体正截面承载力计算及设计方法提供依据。(2)结合前期密肋复合墙体的斜截面承载力试验和本次试验结果,着重对比分析了密肋复合墙体的两种典型破坏模式,探讨了二者的破坏机理,研究分析了不同破坏模式下墙体的承载能力、延性等抗震性能,并重点分析了两种破坏模式下墙体中的钢筋应变分布规律。(3)结合本次试验中墙体的破坏特征及墙体底层钢筋应变分布规律,将密肋复合墙板等效为匀质混凝土板,提出了密肋复合墙体的正截面承载力计算模型。并以应变平截面假定为基础,推导了适用于多榀、T形外框柱截面墙体正截面压弯承载力实用计算公式,并给出了墙体大小偏压的判定。(4)提出了密肋壁板结构的框架—复合弹性板力学模型,用于计算整体结构在弹性阶段的内力和变形情况。即在弹性阶段,将密肋复合壁板结构看作由暗梁、连接柱和边框柱组成的框架体系嵌入等效后的复合弹性板。并通过前期的两批密肋复合墙体试验和1/10比例10层密肋壁板结构振动台试验,验证了该模型的正确性。(5)利用通过验证的框架—复合弹性板力学模型,对已建成的密肋壁板结构工程进行了弹性阶段内力计算、变形验算以及弹性时程分析。
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