砖墙体抗震承载力仿真分析与试验对比

为研究竖向压应力和高宽比对砖墙体抗震性能的影响,以砖墙体抗震承载力典型试验试件为基础,利用有限元分析软件ANSYS建立适当的空间模型。根据砖墙体的破坏模式和材料性能把墙体划分成块体单元、灰缝单元以及接触单元,为各部分材料选用不同的本构关系模型与破坏准则。并将计算结果与试验结果进行对比,验证文中模型的可适用性。选用经验证后的模型,变换竖向压应力和高宽比,得出相应的结论:墙体的开裂荷载和抗侧承载力随着高宽比的增大明显呈降低的趋势;不同高宽比的墙体,竖向压应力的影响规律不尽相同。     

HPFL加固空斗墙抗震性能试验研究及有限元分析

通过9片HPFL(High Performance Ferrocement Laminate)条带加固空斗墙与5片未加固的对比墙体,在低周反复荷载下试验,研究采用不同的HPFL条带加固方式对不同砌筑方式、不同强度砌筑砂浆的空斗墙在不同竖向压应力下的抗震承载力和破坏形式的影响.采用有限元计算软件AN-SYS建立HPFL条带加固空斗墙的有限元模型,分析加固条带宽度、加固面层砂浆强度、加固层钢筋网格尺寸、砌筑砂浆强度、墙体高宽比和竖向压应力等因素对加固效果的影响.研究表明:HPFL条带加固法是一种提高空斗墙抗震性能的有效方法;加固条带宽度对HPFL条带加固性能的影响最大;加固面层砂浆强度的提高,墙体的抗震承载力随之提高;加固层钢筋网格尺寸加密,对墙体承载力提高较小;不同砂浆强度砌筑的墙体,HPFL条带加固效果的发挥情况有所不同;HPFL条带圈梁构造柱式加固方式对各种高宽比和各种竖向压应力下的空斗墙都是有效的.     

配玻纤格栅企口砌块墙体抗震性能试验研究

目的对比研究水平配置钢筋和纤维格栅的蒸压硅酸盐企口砌块墙体在低周反复荷载作用下的破坏形态及抗震性能,并为编制《蒸压硅酸盐企口砌块应用技术规程》提供理论依据。方法在不同竖向压力条件下对水平配置钢筋和纤维格栅的蒸压硅酸盐企口砌块墙体进行拟静力试验,对比分析两类墙体的抗震性能。结果在竖向压应力相同时,配置钢筋墙体要比铺设玻纤格栅墙体的极限承载力高约13%,且前者的延性系数高于后者约24%,同时配玻纤格栅墙体的延性系数比同类素墙体提高约40%。结论配玻纤格栅墙体较配钢筋蒸压硅酸盐企口砌块墙体的抗震性能稍差,但要远优于同类素墙体。在砌体水平灰缝中配玻纤格栅提高了墙体抗震性能,是代替水平配置钢筋的一种有效探索。     

空斗墙抗剪性能试验研究及有限元分析

通过24片1/2模型的空斗墙墙体和3片1/2模型的实砌墙体,在低周反复荷载下试验,研究3种砌筑方式的空斗墙在2种高宽比、4种砂浆强度和2种竖向压应力的影响下,墙体的抗剪承载力和破坏模式。建立有限元分析模型,分析砌筑方式、材料强度、高宽比和竖向压应力对空斗墙抗剪性能的影响。研究表明:不同砌筑方式的空斗墙极限荷载接近,约为实砌墙体的60%～85%;抗剪承载力随着砖和砂浆强度的提高而增大;抗剪承载力随着高宽比的增大而减小,破坏模式从剪切破坏转变为弯曲破坏;当N/Nu=0.6左右时,抗剪承载力最大。在此基础上提出空斗墙的抗剪强度计算公式。     

构造柱对蒸压粉煤灰多孔砖砌体抗震性能影响的试验研究

为了深入了解构造柱对蒸压粉煤灰多孔砖墙体受力性能的影响,通过对6片蒸压粉煤灰多孔砖墙与1片烧结多孔砖对比墙的低周反复荷载试验,系统研究了蒸压粉煤灰多孔砖墙体的破坏特征、承载能力、耗能能力、滞回特征及刚度退化等抗震性能。试验结果表明:构造柱对墙体的抗震性能产生显著影响,构造柱墙体耗能能力远大于无构造柱墙体,三构造柱墙体耗能能力大于两构造柱墙体;竖向压力对墙体的水平承载力影响较大,随着竖向压应力加大,墙体的抗剪强度提高,但破坏脆性加大。基于试验结果,提出了地震作用下带构造柱的蒸压粉煤灰多孔砖墙体的骨架曲线和抗剪承载能力计算方法,计算值与试验结果吻合较好。     

钢管自应力混凝土柱抗震性能试验研究

本文通过对水平反复荷载作用下4根钢管自应力混凝土柱和2根普通钢管混凝土柱的抗震性能试验研究,分析了两种钢管混凝土的荷载-挠度(P-Δ)滞回曲线和骨架曲线特点,从而进一步阐述了轴压比、自应力大小和混凝土强度等因素对钢管混凝土抗震性能的影响。试验结果表明,影响柱抗震性能的最主要因素是轴压比和自应力。随着轴压比的增加,钢管自应力混凝土位移延性系数下降;而自应力的存在不仅提高了反复荷载作用下钢管混凝土的极限水平承载力,同时也使其延性系数得到显著的增加。     

ECC面层加固空斗墙抗震性能试验研究

高延性纤维增强水泥基复合材料(ECC)具有高强度、高延性和水硬过程中粘结性能良好,在砌体加固工程中具有广泛的应用前景。通过对2片未加固、2片单面和2片双面ECC面层加固后空斗墙进行水平拟静力试验,对比加固不同砌法下单面和双面空斗墙破坏模式、滞回曲线、刚度退化、承载能力和延性性能,进而研究ECC面层加固对墙体抗震性能的影响。利用ABAQUS有限元软件,采用预留孔洞的整体建模方式进行有限元分析,对比了试验值与计算值。结果表明:ECC面层与砖墙之间粘结较可靠,ECC面层优越的材料抗力可以抵抗墙体承担的水平剪力;单、双面ECC面层加固后空斗墙体极限变形能力及极限承载力均得到大幅提升,试件延性和抗震性能同步改善;有限元计算的水平承载力值与试验值相差不大。     

三层单排配筋剪力墙结构抗震性能试验研究

为了对双排配筋剪力墙和单排配筋剪力墙的抗震性能进行对比研究,本文设计了1个1／3缩尺的三层混凝土剪力墙结构模型,模型的一侧墙体为双向双排配筋,另一侧墙体为双向单排配筋。对其进行了低周反复荷载下的抗震性能试验研究,分析了其承载力、延性、刚度及其退化过程、滞回特性、耗能能力和破坏特征。研究表明：在墙体的配筋率相同情况下,由于单排配筋墙体钢筋的间距相对于双排配筋墙体钢筋间距小,其首先约束混凝土裂缝的几率更大,其平面内的抗震性能优于双排配筋剪力墙;由于剪力墙的翼缘和腹板共同工作,单排配筋剪力墙平面外的性能也可满足多层剪力墙结构设计的要求。     

竹片网水泥砂浆加固承重夯土墙体抗震试验研究

为了提高村镇承重夯土墙体的抗震性能,对2片竹片网水泥砂浆加固墙体和1片未加固对比墙进行拟静力试验,研究其破坏形态、水平承载力、滞回性能和耗能等抗震性能。试验结果表明:与未加固夯土墙体相比,加固后墙体的受力性能、变形性能及耗能能力均得到明显改善;同等加固水平下:斜放竹片网对夯土墙承载力的提高显著,相比对比试件峰值荷载和极限荷载分别提高82.58%和76.97%;正放竹片网加固的墙体滞回曲线更加饱满,骨架曲线下降更加平缓,变形能力和耗能提高更加明显,相比对比试件峰值位移和极限位移分别提高63.33%和327.69%,耗能提高了781%,且正放竹片网加固施工方便,可提倡应用。总之,竹片网水泥砂浆加固方法生态经济,可明显减轻墙体的破坏,有效改善墙体抗震性能,研究成果可对村镇夯土建筑实地加固提供参考。     

低层装配式钢筋混凝土水平坐浆墙体抗震性能试验研究

为了研究低层装配式钢筋混凝土水平坐浆墙体的抗震性能,对3个不同剪跨比的低层装配式钢筋混凝土水平坐浆墙体进行了低周反复荷载试验。根据试验结果,分析了剪跨比对墙体的破坏形态、承载力、变形能力、刚度退化和耗能能力的影响。结果表明:随着剪跨比的减小,墙体的破坏形态由弯曲破坏转为剪切破坏;试件SW2和试件SW3的承载力相对于试件SW1分别提高68%和110%,延性分别降低21.8%和37.5%;试件SW1的耗能能力最好,刚度退化速度最缓慢;预制钢筋混凝土墙板与现浇边缘构件协同合作,连接处无竖向裂缝,墙体整体性较好,具有良好的抗震性能,可用于我国城镇建设中的低层住宅结构。     

双层打包带加固窗间墙抗震性能试验研究

地震时砌体结构窗间墙易发生破坏,为了提高其抗震性能,对高宽比为1的2组共4片墙体,其中:2片为双层打包带加固墙体,2片为原墙,进行了拟静力试验,研究墙体的破坏形态、水平承载力、滞回曲线和耗能等抗震性能。试验发现原墙发生剪切破坏,加固后墙体发生摇摆破坏,加固改变了墙体破坏模式,加固后墙体滞回曲线饱满但有捏笼,破坏荷载、延性和耗能能力都有提高,破坏时未发生剥离,表明双层打包带加固法有效地提高了窗间墙体抗震性能,对承受较大竖向应力墙体效果更好,建议加固时要加强加固层与窗下和窗上墙体的连接。     

高强混凝土剪力墙非线性有限元分析

为适应高强材料在土木工程结构中的应用发展需要,本文研究高强混凝土剪力墙在不同参数影响下的受力状态、应力分布以及承载力的变化规律,为高强混凝土剪力墙设计提出合理建议.利用有限元分析软件对高强混凝土剪力墙进行模拟分析,并将模拟结果与试验结果进行对比.在确定数值分析结果的正确性后,进行不同轴压比、剪跨比及不同配筋条件下该类构件数值模拟分析,以研究各参数对高强混凝土剪力墙延性的影响.明确各参数对高强混凝土剪力墙受力性能的影响效果,得出高强混凝土剪力墙承载力随各参数变化的规律.     

CFRP加固一字形竖缝耗能预制剪力墙抗震性能研究

以一字形竖缝耗能预制剪力墙作为研究对象,设计了3个装配式剪力墙试件及1个现浇剪力墙对比试件,进行低周往复荷载试验,并对破坏墙体进行CFRP加固,再次进行拟静力试验。试件变化参数包括轴压比、混凝土强度等级及配筋率,对比分析加固前后试件滞回性能、刚度退化、承载力和耗能能力等性能。试验结果表明,与现浇剪力墙相比,一字形竖缝耗能预制剪力墙工作性能良好,阻尼器屈服耗能提高了试件整体工作性能;CFRP加固可有效抑制墙体斜裂缝的发展,对墙体承载力及耗能能力均有显著改善作用;各试件均满足剪力墙弹塑性层间位移角限值要求,延性较好;试件整体表现出良好的抗震性能。     

高强钢筋混凝土短肢剪力墙抗震性能试验研究

通过对采用高强钢筋的6片T形混凝土短肢剪力墙和采用高强钢筋高强混凝土的6片L形短肢剪力墙进行低周往复加载试验,研究了T形和L形的破坏形态与性能差异,分析了高厚比、轴压比、配箍间距等参数对构件破坏形态、滞回耗能、骨架曲线、延性及耗能等抗震性能的影响,对比分析了构件与普通短肢剪力墙的抗震性能差异。试验结果表明:采用腹板端部箍筋加密的方式可减轻构件端部的损伤和降低正负向加载时承载力和延性的不对称性;T形构件中高厚比为5的试件表现为弯曲破坏,其他构件表现为弯剪破坏;试验中高厚比小的构件相对于高厚比大的试件延性耗能更好,轴压比增大,构件承载力提高但延性降低;与普通短肢剪力墙相比,T形短肢剪力墙承载力和变形能力提高,耗能增加,L形短肢剪力墙承载力提高较大,极限位移增大,构件后期变形能力略有降低,但可以满足抗震性能要求。     

混凝土核心筒的有限元模拟及若干参数的影响分析

运用ABAQUS分析软件,建立水平荷载作用下的钢筋混凝土核心筒有限元模型,进行非线性分析,并将分析结果与大比例试件的试验结果对比,对所采用的有限元模型加以验证。在此基础上,进行改变钢筋混凝土核心筒轴压比、高宽比和筒壁厚度的受力过程模拟分析,研究这些参数对筒体性能的影响。结果表明：随着轴压比的增大,筒体的破坏由受拉向受压破坏转变,筒体最大水平承载力经历先增加后减小的变化,延性变差;随着高宽比的增大,筒体破坏形态由剪切向弯曲破坏转变,延性增加,整体弯曲作用更加明显,最大底部剪力减小;随着壁厚的增大,试件破坏由截面压屈失稳向墙肢底部受弯破坏转变,墙肢破坏区域沿高度方向发展,耗能能力更强,承载力明显增大,变形能力显著增加。     

装配式AAC砌体填充墙平面外抗震性能分析

为了适应国家绿色建筑和装配式建筑的发展,减少地震中填充墙的平面外破坏,采用ABAQUS有限元程序研究了装配式AAC砌体填充墙的平面外抗震性能。进行了不同工况下足尺有限元模型的模拟,分析了填充墙高厚比、配筋率及填充墙与框架间连接方式对其平面外抗震性能的影响,以峰值、极限状态下的荷载与跨中位移评定其平面外抗震性能。分析结果表明:采用ABAQUS进行填充墙平面外抗震性能数值模拟与试验结果吻合较好;填充墙高厚比越小,平面外承载力越大,当高厚比小于10时,墙体延性大幅下降;填充墙配筋率和承载力近似呈正比关系,但当配筋率大于0.2%时,墙体延性也会下降;高厚比在15~20和配筋率在0.1%~0.2%范围内,填充墙呈适筋延性破坏模式;填充墙与框架之间布置双向柔性连接约束,墙体具备一定延性,墙体平面外承载力较单向连接件布置有所提升。     

型钢混凝土剪力墙抗震性能影响参数研究

型钢混凝土剪力墙是一种广泛应用于高层混合结构中的剪力墙形式。本文采用通用有限元程序ADINA,以边缘构件含钢率为主要参数,对不同剪跨比的几组剪力墙承载力和变形能力进行了分析,并与考虑了剪力墙混凝土等级、轴压比、配筋率和边缘约束指标等参数影响的剪力墙性能进行了比较研究。结果表明,在高层结构中采用较高强度的混凝土是有利的,但剪力墙的轴压比需要严格限制,且墙体配筋率并不是提高其抗震性能的有效手段。在高层混合结构剪力墙中,通过边缘构件设置型钢可有效增加墙体延性,且边缘约束构件的约束指标可取0.32左右。     

边缘约束构件对钢筋混凝土剪力墙抗震性能的影响

钢筋混凝土剪力墙是高层建筑中的主要抗侧力构件,边缘约束情况是影响剪力墙抗震性能的一个重要因素。为研究边缘约束构件对钢筋混凝土剪力墙抗震性能的影响,本文进行了三片边缘约束情况不同的钢筋混凝土剪力墙的低周反复试验,并对试验结果进行了分析,分析内容包括：破坏形态、水平承载力、位移延性系数、刚度退化、抗震耗能能力等方面。研究结果表明,合理地设置边缘约束能够扩大塑性破坏区域,提高试件的水平承载力,改善其抗震耗能性能。研究进一步发现,边缘纵筋配筋率在提高试件的水平承载力,改善其抗震耗能性能和刚度退化程度方面影响显著,而边缘配箍率对抗震性能的贡献在本次试验分析中表现得并不明显。     

新型节能复合混凝土空心砌块砌体抗震性能的试验研究

本文通过2片开窗洞加窗台梁节能复合混凝土小型空心砌块墙体和2片不开窗洞墙体的水平低周反复荷载试验,研究了节能复合混凝土小型空心砌块砌体墙的受力全过程、开裂部位、裂缝发展情况以及破坏形态,分析了墙体的滞回特性、延性、耗能能力,刚度退化曲线等抗震性能,同时,考察了墙体外叶保护层的受力性能、破坏程度以及与墙体的共同工作机理,探讨了不同构造措施以及开窗洞对墙体抗震性能的影响。研究结果表明:复合混凝土小型砌块砌体从开始加载到最终破坏,砌块保护层都没有明显的鼓凸和脱落现象,说明聚苯层及横向拉结筋能够提供可靠的连接,保证外叶保护层在水平剪力和竖向荷载共同作用下和墙体整体工作,此外,开窗洞对墙体的抗震性能削弱较大。     

不同轴压比下内藏钢桁架混凝土组合剪力墙抗震研究

轴压比是影响剪力墙抗震性能的一个主要因素,直接决定其延性性能。本文对两组共六个高剪力墙1/3缩尺的试件模型进行了不同轴压比下的低周反复荷载试验,研究了轴压比对内藏钢桁架混凝土组合剪力墙抗震性能的影响,对比了各试件的承载力、刚度及其退化过程、延性、滞回特性及破坏特征。试验表明:随着轴压比的提高其试件的承载力提高但延性下降;不同轴压比下内藏钢桁架混凝土组合剪力墙均能明显提高钢筋混凝土剪力墙的抗震性能。