装配式外围护结构抗震性能研究

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 11次 | 上传用户:xsyangle
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绿色节能和建造工业化已成为我国住宅产业发展的大趋势,随着新型建筑材料的开发,装配式外围护墙板必将逐步取代传统的砖砌体。本文通过对装配式外围护结构的抗震性能进行试验和理论研究,研究其在地震荷载作用下的破坏机理与承载能力;分析墙板类型、连接形式、有无柔性填充、门窗开洞、墙板厚度等不同因素对抗震性能的影响:提出提高装配式外围护结构抗震性能的设计方法及实用构造措施,为装配式外围护结构的抗震设计提供理论依据。考虑不同因素的影响,本文对8个不同结构形式的装配式外围护结构试件进行了拟静力加载试验,通过试验现象、试件破坏形态及实测数据对比分析了各因素对结构抗震性能的影响。然后利用ANSYS有限元软件,对结构进行弹塑性数值模拟分析。最后根据数值分析结果,提出了装配式外围护结构的简化力学计算模型。主要研究成果如下:(1)通过拟静力加载试验得出:装配式外围护结构整体工作性能良好,钢连接件面外变形较小,墙板没有出现面外掉落现象,但局部砂浆开裂较早。结构破坏模式为先墙板局部破坏,然后再结构整体破坏。(2)基于结构的破坏形态、骨架曲线、滞回曲线、延性、退化效应、耗能系数等几个抗震指标对结构的抗震性能进行分析得出:与复合类墙板相比,轻质陶粒混凝土类墙板破坏较为严重,但结构刚度较大,耗能能力较强;连接形式的不同对抗震性能影响不大;柔性填充、门窗开洞对抗震性能有一定的影响;两块墙板叠合使用时,抗震性能良好,刚度及耗能能力提高。(3)采用ANSYS有限元软件,对墙板、钢筋、混凝土及连接件分别选用不同单元类型及材料的非线性本构关系,考虑了各部件之间的接触关系,建立了装配式外围护结构细观离散模型,得到的数值模拟分析结果与试验结果吻合良好。通过有限元软件对装配式外围护结构的受力机理、内力传递路径及极限破坏形态进行数值模拟分析,为装配式外围护结构抗震简化力学计算模型提供理论依据。(4)根据有限元数值模拟结果,提出了装配式外围护结构抗震简化力学计算模型,推导了由框架和墙板两部分组成的抗震极限承载力实用计算公式,公式中涵盖了墙板弹性模量、墙板厚度、墙板数量等参数,便于实际工程应用。
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