配筋砌块短肢砌体剪力墙抗震性能的试验研究

摘要

随着粘土实心砖的逐步禁用，采用何种新型承重结构体系替代粘土实心砖混合结构已经成为新一轮研究的热点问题。本文在多年从事混凝土空心砌块砌体结构和配筋混凝土砌块砌体结构研究的基础上，结合钢筋混凝土短肢剪力墙的工程应用特点，创造性地提出配筋砌块短肢砌体剪力墙结构。经过初步对比设计和经济性分析，该结构做到了既能节省工程造价，又能从体系上提高结构抗震性能的目的，也符合可持续发展的国家长期发展战略，必将对多层房屋的建设起到极大的推动作用。
　　本文通过对两片 T型截面配筋砌块短肢砌体剪力墙足尺墙片、一个由两片一字形截面配筋砌块短肢砌体剪力墙组成的壁式框架进行的低周反复荷载试验，了解了该类墙片在水平往复荷载作用下的受力性能、变形能力、破坏过程及破坏形态，并对芯柱的钢筋应变、砌块表面应变、墙片侧向变形及墙片所承受的水平荷载进行了试验全程记录。
　　根据试验实测结果，对《砌体结构设计规范》中配筋砌块砌体剪力墙大偏压构件承载力计算公式，在配筋砌块短肢砌体剪力墙构件上的适用性进行了验证，对其基本假定进行了相应的修正；提出按钢筋混凝土壁式框架求解内力方法计算配筋砌块短肢砌体剪力墙结构内力，并进行了相应的推导和验证，从而建立了配筋砌块短肢砌体剪力墙壁式框架内力计算方法。此外，试验分析表明，配筋砌块短肢砌体剪力墙具有很好的抗震性能，其耗能能力优于钢筋混凝土短肢剪力墙，结构受力能够满足承受竖向荷载和水平荷载的需要，可以成为建设多层房屋的可选结构方案；在满足短肢情况下，T型截面构件翼缘可与腹板共同工作，构件承载力可以按照整体 T型截面进行计算，同时，翼缘可有效提高构件的延性和耗能能力。
　　对3个试件进行了ANSYS有限元模拟分析，并通过可靠的试验验证，为下一步进行参数拓展分析打下了基础。

目录

外封

内封1

内封2

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.1.1 配筋砌块砌体结构在国外的发展与应用

1.1.2 配筋砌块砌体结构在国内的发展与应用

1.1.3 常见房屋建筑结构体系的比较

1.2 问题的提出

1.2.1 配筋砌块短肢砌体剪力墙定义

1.2.2 配筋砌块短肢砌体剪力墙结构的特点

1.2.3 配筋砌块短肢砌体剪力墙结构的相关研究综述

1.3 本文的研究工作

第2章 试验方案及试件制作

2.1 试验准备

2.2 试件设计及制作

2.2.1 试件设计

2.2.2 试件制作

2.3 试验装置及加载制度

2.3.1 试验加载装置设计

2.3.2 试验加载制度

2.4 数据采集系统

2.4.1 数据采集的内容

2.4.2 数据采集的方法

2.5 本章小结

第3章 低周反复荷载试验结果及分析

3.1 试验过程描述

3.1.1 试件FS-1

3.1.2 试件FS-2

3.1.3 试件S-1

3.2 试验破坏形态分析

3.2.1 弯曲破坏

3.2.2 弯剪破坏

3.3 力学特征参数及其模型化

3.3.1 滞回曲线

3.3.2 骨架曲线

3.3.3 力学特征参数

3.3.4 变形能力

3.3.5 能量耗散系数

3.4 刚度退化

3.5 本章小结

第4章 配筋砌块短肢砌体剪力墙构件承载力计算方法

4.1 配筋砌块短肢砌体剪力墙构件承载力计算基本假定

4.2 配筋砌块短肢砌体剪力墙构件承载力计算

4.2.1 T型截面配筋砌块短肢砌体剪力墙构件承载力计算及分析

4.2.2 一字型截面配筋砌块短肢砌体剪力墙构件承载力计算

4.3 配筋砌块短肢砌体剪力墙结构承载力计算及分析

4.3.1 根据实测应变数据利用力的平衡方法计算承载力

4.3.2 按壁式框架内力求解方法计算结构承载力

4.4 本章小结

第5章 低周反复荷载作用下配筋砌块短肢砌体剪力墙有限元分析

5.1 有限单元法及ANSYS软件简介

5.2 本文采用的有限元分析方法

5.2.1 空间问题的有限元分析方法

5.2.2 非线性问题的有限元分析方法

5.2.3 配筋砌块砌体剪力墙结构的有限元模型

5.2.4 灌孔砌体单元开裂及钢筋屈服后处理

5.2.5 配筋砌块短肢砌体剪力墙有限元模型的基本假定

5.2.6 本构关系的选择

5.2.7 破坏及收敛准则

5.3 试验试件数值模拟

5.3.1 试件FS-1、FS-2数值模拟

5.3.2 试件S-1数值模拟

5.4 本章小结

结论与展望

2.有待研究的问题

1.本文主要结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢