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密肋壁板轻框结构受力性能分析及计算方法研究

赵冬  
【摘要】:减轻建筑物自重,提高对地震的防彻能力,增强保温节能效果,简化施工方法是 当今建筑结构的发展趋势。本文就密肋壁板轻框结构这一新型结构形式的受力机理、 抗震性能及设计计算方法进行了研究,主要完成以下工作: 首先以密肋复合墙板的试验为基础,分析了框格区划、截面配筋,填充块体强度、 开洞等对墙板承载力、刚度、变形、破坏形态影响,探讨墙板框格与砌块协同工作与 受力机理,提出了密肋复合墙板刚度及承载力实用计算公式。 对与密肋复合墙板,考虑砌块的开裂、屈服变化过程及砌块开裂后的应力释放, 根据钢筋混凝土杆件在轴向力和弯矩共同作用下的开裂、屈服和弹塑性区域的变化过 程,建立弹塑性有限元分析模型,提出了密肋复合墙板框格与砌块的优化配比设计的 概念以及计算分析方法。 对10层密肋壁板轻框结构的l/3比例房屋模型进行拟动力试验研究,对结构的动 力特性、地震反应及结构破坏特征进行了分析研究,给出了该结构体系的骨架曲线及 恢复力模型,并对结构体系变形特性、耗能能力及抗倒塌能力进行探讨,试验表明, 该结构受力性能介于框架与剪力墙结构之间。 在试验研究的基础上,对隐型轻框与密肋复合墙板的协同工作进行了探讨,提出 了等效轴向刚度的概念并建立了便于实用计算分析的刚架-斜压杆简化计算模型。在 此基础上对试验模型进行了计算分析;根据密肋壁板轻框结构构造及受力特点建立了 适合该结构体系的框架-平面复合子结构有限元计算模型,并编制了结构空间有限元 分析程序,计算分析表明,与试验结果吻合较好。 最后采用该方法对工程实例进行了大量分析计算,对结构在竖向荷载及水平地震 作用下的受力性能及变形特性进行分析,给出了结构各主要构件(外框架、墙板框格 梁柱及填充砌块)的内力分布规律,提出了结构设计计算方法及建议。


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