新型现砌加强肋生态复合墙体抗震性能试验研究

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新型现砌加强肋生态复合墙体结构是基于传统生态复合墙结构与配筋砌体结构提出的一种由轻骨料(淤泥制陶粒)混凝土砌块砌筑的轻质、高强、节能、抗震的建筑结构新体系。该结构体系中加强肋部位采用新形式的开槽“U”形砌块,施工时免去了水平钢筋浇筑时支模的工序,简化了施工过程,对于我国新农村建设,特别是偏远农村山区存在缺乏施工设备、材料运输不便、施工周期较长、成本高等问题具有重大意义。本文采用试验分析、理论研究和数值模拟相结合的方法,主要深入讨论改变施工工艺对新型现砌加强肋生态复合墙体的抗震性能、受力机理、协同工作等性能的影响,并提出适用于新型现砌加强肋生态复合墙体结构的受剪承载力理论计算公式,为后期工程应用提供理论支持。本文的主要研究内容如下:1、对淤泥制陶粒发泡混凝土砌块进行立方体抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验、轴心抗压强度试验,得出其基本力学性能指标,并测定其单轴受压应力-应变全曲线,提出受压本构模型。对淤泥制陶粒发泡混凝土砌块砌体进行抗压性能试验研究,得出其破坏特征、变形性能及极限抗压强度,并通过试验结果及分析得到淤泥制陶粒发泡混凝土砌块砌体的应力-应变关系曲线及弹性模量。对淤泥制陶粒发泡混凝土砌块砌体进行抗剪性能试验研究,试验结果显示其抗剪破坏类型有单剪面破坏和双剪面破坏两种形式,破坏均表现为剪摩破坏。2、通过对两榀(单肋梁和双肋梁)1/2比例的新型现砌加强肋生态复合墙体模型在低周反复荷载作用下的抗震性能试验,分析墙体的承载力、刚度、变形、延性、耗能等抗震性能;并对新型现砌加强肋生态复合墙体不同的加强肋布置形式的抗震性能进行对比分析。试验研究及分析表明:双肋梁墙体在承载力、抗倒塌能力、强度、刚度和耗能等抗震性能方面较单肋梁新型生态复合墙体略有提高;单肋梁墙体在延性和变形性能方面较双肋梁新型生态复合墙略有提高。3、建立新型现砌加强肋生态复合墙体非线性数值分析模型,采用整体连续体模型将砌块与砂浆统一建模,进行非线性数值析,并将试验结果与有限元分析结果进行对比分析,验证新型现砌加强肋生态复合墙体有限元模型的有效性。在此基础上,针对影响新型现砌加强肋生态复合墙体斜截面受剪承载力的主要因素进行分析讨论,建立新型现砌加强肋生态复合墙体斜截面受剪承载力计算公式,并进行基于因素变化的数值扩展分析,回归相关参数,并给出公式适用范围。有限元数值模拟与计算分析结果表明:本文提出的新型现砌加强肋生态复合墙体的斜截面受剪承载力计算公式精度较高,可为工程设计和科学研究提供理论依据。
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