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轻钢龙骨防火外墙及其与钢框架连接的平面外受力性能分析

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建筑结构 2023年第5期53卷 127-135页

作者：李可王琳汤万里王新玲郑州大学土木工程学院郑州450001 成都基准方中建筑设计有限公司郑州分公司郑州450003

针对轻钢龙骨防火外墙在L形角钢连接、异形角钢连接两种连接方式下的平面外受力性能进行了试验研究。然后采用有限元软件ABAQUS对试件进行模拟分析,模拟结果与试验结果吻合良好,验证了有限元模型的有效性。进而考虑竖向轻钢龙骨间距及... 详细信息

针对轻钢龙骨防火外墙在L形角钢连接、异形角钢连接两种连接方式下的平面外受力性能进行了试验研究。然后采用有限元软件ABAQUS对试件进行模拟分析,模拟结果与试验结果吻合良好,验证了有限元模型的有效性。进而考虑竖向轻钢龙骨间距及布置方式、横向轻钢龙骨厚度、异形角钢连接件个数、L形角钢与型钢梁连接自攻螺钉个数、L形角钢厚度六个因素的影响,对轻钢龙骨防火外墙及其与钢框架连接的平面外受力性能进行有限元模拟分析。结果表明:增加异形角钢连接件个数或L形角钢的自攻螺钉个数可提高墙体平面外极限承载力和刚度及连接件平面外刚度,且提高效果最为显著;减小龙骨间距能提高墙体平面外极限承载力及刚度;增加横向轻钢龙骨厚度能提高墙体平面外极限承载力和连接件平面外刚度;增加L形角钢厚度可明显提高墙体及连接件平面外刚度。

关键词：轻钢龙骨防火外墙平面外受力性能连接件自攻螺钉

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钢纤维水泥砂浆加固砌体墙的平面外受力性能

工程力学 2010年第4期27卷 169-172页

作者：陈升平 TAN Kiang Hwee 湖北工业大学土木工程与建筑学院武汉430068 新加坡国立大学土木工程系新加坡117576

用钢纤维混凝土加固修复工程结构是一种提高其极限承载力和延性的有效方法。该文研究了钢纤维水泥砂浆加固砌体墙的平面外受力性能,试验了4个1000mm×1000mm×115mm的砌体墙,采用30mm厚、纤维体积含量分别为1.0%、1.5%、2.0%和2.5%的钢... 详细信息

用钢纤维混凝土加固修复工程结构是一种提高其极限承载力和延性的有效方法。该文研究了钢纤维水泥砂浆加固砌体墙的平面外受力性能,试验了4个1000mm×1000mm×115mm的砌体墙,采用30mm厚、纤维体积含量分别为1.0%、1.5%、2.0%和2.5%的钢纤维水泥砂浆加固。试验结果表明:用体积含量为1.5%的钢纤维水泥砂浆加固效果最好;同时该文数值模拟了钢纤维水泥沙浆加固砌体墙的平面外极限承载力,数值模拟结果与试验结果吻合较好。

关键词：砌体墙平面外受力性能钢纤维水泥砂浆加固数值模拟

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双面叠合剪力墙平面外受力性能

建筑科学与工程学报 2020年第4期37卷 32-41页

作者：谷倩任靖张延宾赵端锋谭园武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430070 美好建筑装配科技有限公司湖北武汉430050

为研究带水平接缝的装配整体式双面叠合剪力墙的平面外受力性能,完成了1片双面叠合剪力墙和1片现浇剪力墙足尺试件的平面外静力加载试验和有限元参数分析,对比分析了各试件的破坏形态、荷载-位移曲线、刚度退化特征和水平接缝处竖向连... 详细信息

为研究带水平接缝的装配整体式双面叠合剪力墙的平面外受力性能,完成了1片双面叠合剪力墙和1片现浇剪力墙足尺试件的平面外静力加载试验和有限元参数分析,对比分析了各试件的破坏形态、荷载-位移曲线、刚度退化特征和水平接缝处竖向连接钢筋的传力性能,提出了双面叠合剪力墙平面外受弯承载力和水平接缝截面受剪承载力的计算方法。结果表明:双面叠合剪力墙与现浇剪力墙试件的破坏形态基本相同,均为平面外弯曲破坏,与现浇剪力墙相比,双面叠合剪力墙试件的初始裂缝出现在底部水平接缝处,随后在墙面出现并逐级向上发展,表现出良好的延性破坏特征;双面叠合剪力墙试件具有较高的平面外受弯承载力和变形能力,其初始刚度、极限承载力、平面外位移延性系数均大于现浇剪力墙试件;双面叠合剪力墙试件的有限元计算结果与试验结果吻合良好;随着轴压比增加,叠合剪力墙平面外承载力明显增加,但延性明显降低;高厚比越小,叠合剪力墙平面外承载力越高,而对延性则影响不大;提出的受弯承载力计算结果与试验结果吻合较好,可用于指导工程实践。

关键词：双面叠合剪力墙水平接缝平面外受力性能承载力计算

轻钢-尾砂微晶发泡板组合墙平面外受力性能试验

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自然灾害学报 2020年第1期29卷 11-24页

作者：曹万林刘苹乔崎云边瑾靓杨林熊存强北京工业大学建筑工程学院北京100124 北京北玻硅巢技术有限公司北京100125

本文提出了一种轻钢-尾砂微晶发泡板组合墙,是由内部嵌入钢筋的尾砂微晶发泡板与轻钢龙骨组合而成。为研究其风吸或风压作用下弹性变形性能以及平面外受弯破坏全过程,进行了8个轻钢-尾砂微晶发泡板组合墙足尺试件的单向加载试验。试件... 详细信息

本文提出了一种轻钢-尾砂微晶发泡板组合墙,是由内部嵌入钢筋的尾砂微晶发泡板与轻钢龙骨组合而成。为研究其风吸或风压作用下弹性变形性能以及平面外受弯破坏全过程,进行了8个轻钢-尾砂微晶发泡板组合墙足尺试件的单向加载试验。试件参数包括组合墙高度、发泡板强度、嵌入发泡板的钢筋直径、发泡板是否带釉面、发泡板是否复合轻质砌块。每个试件均进行3个工况的加载,前两个工况模拟风吸作用,加载至试件外表面产生裂缝;第三个工况模拟风压作用,加载至试件破坏。采用门式加载架,悬吊试件实现简支,通过简支分配梁将集中荷载分成与试件八点接触加载,各加载点设置球铰支座。研究表明:轻钢龙骨与发泡板有良好的平面外共同工作性能;采取增大组合墙截面高度、提高发泡板材料强度、发泡板设置釉面层、发泡板复合粉煤灰砌块的构造措施,均可提高组合墙的平面外受力性能,复合粉煤灰砌块对提高试件平面外承载能力效果最为显著;利用截面换算方式对组合墙板平面外极限承载力进行计算,计算结果与试验符合较好。结合试验数据及外围护墙板的风荷载计算公式,计算出组合墙的极限风荷载值,为该组合墙的设计及工程应用提供了参考。

关键词：尾砂微晶发泡板轻钢龙骨组合墙平面外受力性能单向加载试验

带水平接缝单面叠合剪力墙平面外受力性能试验研究

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建筑结构 2021年第21期51卷 73-80页

作者：谷倩黄蓉华张延宾邓庆柯杨武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070

为研究采用《装配式混凝土建筑技术标准》(GB/T 51231—2016)附录A规定的水平接缝连接方式的单面叠合剪力墙平面外受力性能,完成了1片带水平接缝单面叠合剪力墙和1片现浇剪力墙试件的平面外受力单调加载试验。结果表明:单面叠合剪力墙... 详细信息

为研究采用《装配式混凝土建筑技术标准》(GB/T 51231—2016)附录A规定的水平接缝连接方式的单面叠合剪力墙平面外受力性能,完成了1片带水平接缝单面叠合剪力墙和1片现浇剪力墙试件的平面外受力单调加载试验。结果表明:单面叠合剪力墙试件的裂缝分布形态与现浇剪力墙试件相同,均表现为典型的弯曲破坏特征;单面叠合剪力墙试件在平面外受力时的初始刚度、延性性能、极限承载力均明显高于现浇剪力墙试件,平面外刚度退化速度略大于现浇剪力墙试件;采用该水平接缝连接方式的竖向连接钢筋能有效传递钢筋应力;在平面外荷载作用下,单面叠合剪力墙的整体性保持完好,预制-后浇混凝土界面未发生剪切滑移破坏。在试验研究基础上,采用ABAQUS软件对试件进行有限元建模分析,计算结果与试验结果吻合良好;计算结果表明,随着轴压比增大,单面叠合剪力墙的平面外承载力明显增加,而延性明显降低;竖向连接钢筋搭接长度越短,平面外承载力越低。

关键词：单面叠合剪力墙平面外受力性能水平接缝单调加载试验

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钢板混凝土墙平面外受力性能研究现状

工业建筑 2015年第9期45卷 1-6,36页

作者：张泽平史晨程潘蓉吴婧姝太原理工大学建筑与土木工程学院太原030024 环境保护部核与辐射安全中心北京100082 中冶建筑研究总院有限公司北京100088

通过对国内外研究者针对钢板混凝土墙的平面外受力性能在结构试验、理论研究、有限元模拟三个方面的研究现状进行总结,汇总日本、美国、韩国设计技术标准中计算钢板混凝土墙平面外抗弯、抗剪承载力的算式,并对钢板混凝土墙平面外受力性... 详细信息

通过对国内外研究者针对钢板混凝土墙的平面外受力性能在结构试验、理论研究、有限元模拟三个方面的研究现状进行总结,汇总日本、美国、韩国设计技术标准中计算钢板混凝土墙平面外抗弯、抗剪承载力的算式,并对钢板混凝土墙平面外受力性能研究中的若干问题进行讨论。

关键词：钢板混凝土墙平面外受力性能研究进展

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复合节能墙体的平面内与平面外受力性能研究

复合节能墙体的平面内与平面外受力性能研究

作者：陈胜云湖南大学

学位级别：硕士

复合节能墙体是国家重点推广的新型节能墙体,在我国北方得到了一定的应用。随着我国建筑节能工作向夏热冬冷地区推进,加大对复合节能墙体的研究并拓宽其应用范围具有重要意义。受长沙市新型墙体材料办公室的委托,本文进行了配筋混凝土... 详细信息

复合节能墙体是国家重点推广的新型节能墙体,在我国北方得到了一定的应用。随着我国建筑节能工作向夏热冬冷地区推进,加大对复合节能墙体的研究并拓宽其应用范围具有重要意义。受长沙市新型墙体材料办公室的委托,本文进行了配筋混凝土砌块复合节能墙体的平面内与平面外力学性能研究。通过6个采用石灰砂浆砌筑的灌孔砌块砌体的抗压试验,研究了这种砂浆强度很低的灌孔砌块砌体的抗压破坏形态、开裂荷载、极限荷载及变形能力。结果表明,初裂荷载与极限荷载之比很小。试件破坏时大多出现竖向灰缝开裂、水平灰缝砂浆向外鼓落的情况。提出了适用于砂浆强度很低的灌孔砌块砌体的抗压强度计算公式。本文认为在灌孔砌块砌体抗压强度计算时不能忽略砂浆的贡献。通过12个采用石灰砂浆砌筑的灌孔砌块砌体的抗剪试验,研究了这种砂浆强度很低的灌孔砌块砌体的抗剪破坏形态、开裂荷载、极限荷载。综合考虑灌孔混凝土、砂浆的材料强度影响及砌块形式的影响,提出了砂浆强度很低的灌孔砌块砌体和一般灌孔砌块砌体的抗剪强度计算公式,其计算值与本文及多位其他研究者的试验数据吻合较好。研究结果表明,当砂浆强度较低时,砂浆对灌孔砌块砌体抗剪强度影响较大,随着砂浆强度增高,其影响趋于平缓。进行了2片高宽比分别为0.88和1.17的复合墙体的低周反复水平加载试验,墙体内叶墙为配筋砌块砌体剪力墙、外叶墙采用烧结页岩砖。两片墙体分别采用了矩形和Z字形拉结筋。研究了墙体的破坏形态、承载力、抗震性能和内、外叶墙协同工作能力。两片墙体的内叶墙都形成了明显的交叉斜裂缝,随着高宽比增大,墙体逐渐呈现受弯破坏的特征。内、外叶墙协同工作性能良好,外叶墙在试验过程中破坏轻微。通过拉结筋的应力分析可知矩形拉结筋的作用强于Z字形拉结筋。综合考虑外围砌体、砌块形式、对齐方式、芯柱混凝土、水平钢筋、竖向钢筋的影响,提出了建议的配筋砌块砌体复合节能剪力墙抗剪承载力计算公式。进行了4片配筋混凝土砌块复合节能墙体的外叶墙平面外静力加载试验,结果表明,拉结筋对于外叶墙的平面外承载力起到了较大的作用,四片墙体的外叶墙在承受5.95kN/m2的均布荷载时,仍处于弹性工作阶段。以试验数据为依据,计算结果表明复合节能墙体的外叶墙平面外承载力满足长沙地区20层高建筑的抗风承载力要求,即使将基本风压提高到0.6kN/m2,也能满足要求。

关键词：配筋砌块复合节能墙体基本力学性能抗震性能平面外受力性能

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基于严格匀质化的砌体平面外受力性能分析

基于严格匀质化的砌体平面外受力性能分析

作者：李谧长沙理工大学

学位级别：硕士

近年来我国地震越来越频繁,损失严重。传统建筑和我国广大农村现阶段有大部分房屋都是采用砌体结构,而砌体是由砖和灰缝组成,其非均匀性及方向性使砌体结构的基本理论研究较为困难,现阶段对砌体结构抗震性能的研究也不够,影响了其在工... 详细信息

近年来我国地震越来越频繁,损失严重。传统建筑和我国广大农村现阶段有大部分房屋都是采用砌体结构,而砌体是由砖和灰缝组成,其非均匀性及方向性使砌体结构的基本理论研究较为困难,现阶段对砌体结构抗震性能的研究也不够,影响了其在工程中的应用。砌体在地震作用下的平面外倒塌研究较少,且目前国内针对砌体结构的平面外试验也较少,研究方法也并不完善。本文运用严格匀质化方法对砌体结构进行有限元分析时如何选取合适的砌体等效体积单元(Representative Volume Element,即RVE),并将分析得到的等效参数应用于已有平面外试验之中,采用ABAQUS有限元分析软件对墙片进行数值模拟,研究无筋砌体墙片平面外极限荷载的影响参数,为砌体平面外研究提供参考。本文研究内容有:(1)概括了严格匀质化方法的研究历程并将严格匀质化理论应用于砌体结构平面外受力性能的可行性,并对砌体二维周期性模型以及三维离散模型进行了描述。(2)分析了 RVE单元尺寸选取的影响因素,基于契合理论将四种砌筑方式下的整体墙片利用矩形分割点阵进行契合分割,生成遍布契合形的RVE单元,列出四种砌筑方式的RVE单元尺寸以及等效弹性常数的求取公式。(3)由于已有试验的两片墙体砌筑方式为一顺一丁,在ABAQUS中分析选取合理的材料等效弹性常数,将砖与砂浆分离式建模并建立了砌体RVE模型。模拟RVE单元的单轴受压、单轴受拉和纯剪性能,分析得出了 RVE单元各方向的应力应变关系、峰值强度以及峰值应变,并分析依据公式得到砌体RVE各项等效弹性常数。(4)运用严格匀质化方法得到的RVE等效弹性常数与已有的平面外试验之中,建立整体模型,验证了将严格匀质化方法应用于砌体结构平面外性能研究的可行性。分析了不同墙高和顶部竖向压应力、不同高厚比、不同高宽比下无筋砌体墙片平面外极限荷载的影响,为工程砌体结构的平面外设计提供参考。

关键词：严格匀质化方法砌体RVE 有限单元法平面外极限荷载平面外受力性能

Tilt-up再生混凝土墙板平面外受力性能试验研究

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Tilt-up再生混凝土墙板平面外受力性能试验研究

作者：梁山北京建筑大学

学位级别：硕士

Tilt-up建筑体系始于一战前,兴起于二战后,广泛应用于北美地区的大型仓储、厂房、超市等建筑,随后传入澳大利亚、新西兰等超过一百个国家。Tilt-up墙板在Tilt-up建筑体系中作为主要受力构件,其高厚比一般在30至50之间,故Tilt-up墙板也... 详细信息

Tilt-up建筑体系始于一战前,兴起于二战后,广泛应用于北美地区的大型仓储、厂房、超市等建筑,随后传入澳大利亚、新西兰等超过一百个国家。Tilt-up墙板在Tilt-up建筑体系中作为主要受力构件,其高厚比一般在30至50之间,故Tilt-up墙板也被称为细长墙。根据近几十年美国部分地区发生的地震对Tilt-up建筑造成的破坏来看,细长墙在地震作用下破坏的表现形式主要为平面外弯曲破坏。Tilt-up建筑体系在我国的研究较少,Tilt-up混凝土墙板平面外受力性能试验研究不多见。本文参考了国内外Tilt-up墙板试验以及理论研究,结合再生混凝土相关研究,设计了Tilt-up再生混凝土墙板平面外受力性能试验。试验采用气囊模拟地震作用和风荷载作用,利用杠杆机构模拟屋盖传递的竖向偏心荷载。试验设计了五面再生混凝土墙板,以高厚比、配筋形式、竖向偏心荷载作为变量,研究了荷载-位移曲线、平面外变形、纵筋应变、二阶效应等,并将Tilt-up再生混凝土墙板试验与课题组前期完成的Tilt-up普通混凝土墙板试验进行了对比分析,探究两种墙板在平面外受力性能上的异同。此外,基于本文试验数据提出了Tilt-up再生混凝土墙板开裂弯矩与开裂位移计算公式。主要结论如下:（1）再生混凝土墙板在试验中表现为平面外弯曲破坏,中部会出现多道水平裂缝,墙板在开裂后其刚度明显降低,且变形过程中墙板位移增长由慢变快,其荷载-位移曲线呈现出近似的双线性。（2）高厚比对再生混凝土墙板的初始刚度和开裂位移影响较小,但减小高厚比会明显提高墙板的开裂荷载与墙板抗弯承载力。增大竖向偏心荷载可以一定程度上提高墙板承载力,但影响较小,而采用双排配筋则承载力会有明显提升。（3）双排配筋再生混凝土墙板的受压侧纵筋在墙板持续受弯过程中会由受压状态转变为受拉状态。由于其离中和轴较近使得力臂较短,对承载力贡献较小,可只考虑其构造作用。（4）Tilt-up再生混凝土墙板由于受力会发生较大变形,故二阶效应对平面外变形影响较大,采用双排配筋可显著减小二阶效应的影响。（5）将再生、普通混凝土墙板进行了多方面对比分析,如荷载-位移曲线、平面外变形、纵筋应变、二阶效应等。结果表明,两种墙板在平面外受力性能上基本相似,可将再生混凝土墙板应用于实际工程。（6）本文基于试验数据拟合提出了Tilt-up再生混凝土墙板开裂弯矩与开裂位移计算公式,由其得到的弯矩-位移曲线与试验数据接近,可以为Tilt-up再生混凝土墙板设计提供一定参考。

关键词： Tilt-up墙板再生混凝土荷载-位移曲线平面外受力性能二阶效应