带纵向加强肋复合墙体受力性能及设计方法研究

基本信息
批准号:51668063
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:40.00
负责人:陈国新
学科分类:
依托单位:新疆农业大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:朱海燕,李建华,刘健,陈英杰,王康,席亮,陈叶顺
关键词:
受压性能抗震控制设计复合墙体抗震性能加强肋
结项摘要

In view of the problems of multi-ribbed composite wall structure using in rural areas, a kind of new structure system with longitudinal stiffening rib composite wall structure is put forward, it is reinforced concrete rib beam in traditional masonry structure built into a certain number of reasonable reinforcement, section is smaller, and the frame column, beam poured together and the side, constraints of the internal insulation block performance good, the formation of composite masonry shear wall structure has to work together, which is suitable for the seismic fortification intensity high, cold climate village low layer building seismic, energy-saving new building structure system..Combined with the methods of experimental study, theoretical analysis and numerical simulation, the stress characteristics under vertical load and seismic performance under horizontal low cyclic loading of ribbed composite wall are focused on, the stress distribution and development rules of section and the failure mode of composite wall are proven, the influence of performance of reinforcement ratio, axial compression ratio, aspect ratio, hole ratio and other parameters on the stress of composite wall are analyzed, the reinforced mechanism of longitudinal stiffening ribs on the bearing capacity and stiffness is revealed, the seismic design method of composite wall structure with longitudinal stiffening ribs is put forward. The research can provide basis and theoretical basis for the application of ribbed composite wall with reinforcing in the towns and villages in the low layer building.

针对装配式密肋复合板结构在偏远农村运用存在的诸多问题,提出一种现砌式带纵向加强肋复合墙结构,它是在传统砌体结构内合理地砌入一定数量配筋、截面较小的钢筋混凝土肋梁,并与边框柱、暗梁整浇在一起,约束着内部保温性能好的砌块,形成具有共同工作的复合砌体剪力墙结构,是一种适用于设防烈度高、气候寒冷的村镇低层建筑的抗震、节能新型建筑结构体系。.采用试验研究、理论分析和数值模拟相结合的方法,重点研究带加强肋复合墙体在竖向荷载下的受力特点及在水平低周反复荷载下的抗震性能,探明复合墙体截面应力分布和发展规律及破坏模式,分析配筋率、轴压比、高宽比、洞口率等参数对复合墙体受力性能的影响,明确复合墙体中砌块、肋梁和外框在受力过程中的荷载分配规律,揭示纵向加强肋对承载力和刚度的增强机理,提出带纵向加强肋复合墙结构抗震设计方法。为带加强肋复合墙在村镇低层建筑中的应用提供一定的研究基础和理论依据。

项目摘要

制作4榀1/2比例带纵向加强肋复合墙体进行竖向静力试验,制作7榀1/2比例带纵向加强肋复合墙体进行伪静力抗震试验,研究复合墙体在竖向荷载下的受力特点及在水平低周反复荷载下的抗震性能。基于试验结果,结合数值模拟和理论分析的方法,分析配筋率、高宽比、砌块强度、洞口率等参数对复合墙体受力性能的影响,提出带纵向加强肋复合墙体竖向承载力和水平承载力计算公式。建造一栋带纵向加强肋复合墙结构示范工程房屋,测试其动力特性,并建立示范工程的有限元数值模型进行房屋的动力反应分析,评估带纵向加强肋复合墙结构的抗震能力。.竖向荷载下复合墙体的底部肋梁主要处于受压状态,上部肋梁则表现为受拉状态,中部肋梁处于拉压过渡状态。将砌块和肋梁等效成一弹性板,以弹性地基梁理论为基础,提出了墙体在竖向荷载作用下的简化力学模型,边框柱承担了大部分竖向荷载,加载过程中各部件所承担的荷载比例基本不变,开洞增加了边框柱承担荷载的比例。加强肋复合墙体在低周往复荷载作用下的抗震性能表现为:开门洞墙体发生剪切型破坏,开窗洞墙体发生弯剪型破坏,外框柱主要承担墙体整体弯矩,肋梁通过直接受拉来增强墙体的受力性能。洞边加强肋柱对洞口引起的抗剪承载力和抗侧刚度削弱有明显的弥补作用,但会降低墙体的变形能力。复合墙体抗剪承载力是由外框柱、肋梁与砌体三部分叠加得到,主要影响因素是洞口率、高宽比和竖向荷载大小,高宽比区间位于1.2到1.5时,轴压应力在0.3N/mm2至0.6N/mm2之间,墙体的剪压性能最佳;当洞口率超过15%时,洞边需增设肋柱;推导的抗剪承载力公式计算结果与试验结果对比具有有较好的计算精度。带纵向加强肋复合墙结构动力反应分析结果表明,复合墙结构具有两道抗震防线,结构变形以剪切变形为主,罕遇地震作用下结构损伤主要集中在门窗联肢墙体中窗洞两侧砌块处,洞顶肋格砌块次之,洞底肋格砌块最小,最大层间位移角为1/773,结构表现出较强的抗震能力。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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