框支配筋砌块砌体剪力墙墙梁的试验研究

论文摘要

混凝土小型空心砌块符合节地、节能、利废的墙改方向,具有明显的经济和社会效益,成为替代粘土砖的首选新型墙体材料,在工程中得到了广泛的应用和推广。我校王凤来教授提出的配筋砌块短肢砌体剪力墙是一种新型的承重结构体系。配筋砌块短肢砌体剪力墙结合底部框支结构增大了底层的使用空间,满足了底层作为商业用房的需求。因此对该类结构进行试验和理论研究既有工程应用价值和理论意义,同时又对混凝土小型空心砌块应用范围的扩大起到了积极的促进作用。本文在拟动力试验完成之后进行了底层框架配筋砌块短肢砌体剪力墙结构的三层足尺模型试验。试验内容共分为两部分:第一部分内容是对在拟动力试验过程中未破坏的单洞口框支墙梁进行竖向力静载试验,分析研究了在竖向荷载作用下托梁与其上部墙体的受力模式;第二部分内容是对在拟动力试验过程中有损伤的双洞口框支墙梁进行静载试验,研究了拟动力试验后双洞口框支墙梁的受力模式。研究结果表明,托梁与上部墙体表现出良好的协同工作能力,其工作模式为拉杆拱,完全符合墙梁的受力模式。同时根据拟动力试验过程中所采集的墙体和托梁内钢筋应变数据,对水平地震作用对墙梁受力影响进行了分析,得出了水平地震作用下双洞口框支墙梁的传力模式。以试验为基础,利用ANSYS有限元分析软件对单洞口框支墙梁进行了受力性能分析,在单元选取、模型建立、参数设置及单元划分等方面得到了可靠验证的基础上,进行了扩大参数分析,获得了托梁高度、砌体强度、托梁混凝土强度对单洞口框支墙梁工作性能的影响。通过有限元分析得出了托梁内力等效系数,并且与砌体结构规范中所给公式计算值相比较发现剪力系数相当,弯矩系数要小很多,因此规范中设计公式是偏于安全的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源及研究的目的和意义
• 1.1.1 混凝土空心砌块砌体结构的应用
• 1.1.2 框支配筋砌块砌体剪力墙墙梁的定义及应用
• 1.2 国内外的研究现状及分析
• 1.2.1 框支配筋砌块短肢砌体剪力墙足尺模型试验
• 1.2.2 带洞口配筋砌块墙梁
• 1.2.3 配筋砌块砌体剪力墙结构
• 1.2.4 底部大空间房屋的研究现状
• 1.2.5 墙梁的研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 模型设计及试验方案
• 2.1 试验内容
• 2.2 模型设计与制作
• 2.2.1 模型设计
• 2.2.2 模型的制作
• 2.3 模型材料性能试验
• 2.3.1 钢筋材料性能试验
• 2.3.2 砌块抗压强度
• 2.3.3 砂浆、混凝土配合比与性能测定
• 2.3.4 灌芯砌体的抗压强度
• 2.4 试验方案
• 2.4.1 试验加载装置
• 2.4.2 量测方案
• 2.5 本章小结
• 第3章 单洞口框支墙梁试验研究及有限元分析
• 3.1 加载步骤
• 3.2 试验数据分析
• 3.2.1 托梁跨中挠度分析
• 3.2.2 墙体应变分析
• 3.2.3 托梁及二层墙体顶部连梁受力状态分析
• 3.2.4 单洞口框支墙梁的受力模式
• 3.3 有限元分析
• 3.3.1 概述
• 3.3.2 单元介绍及选项设置
• 3.3.3 试验墙片的有限元模拟验证
• 3.3.4 扩大参数的单洞口框支配筋砌块墙梁有限元分析
• 3.4 单洞口框支配筋砌块砌体墙梁计算方法
• 3.4.1 新砌体规范对配筋砌块砌体墙梁计算方法概述
• 3.4.2 单洞口框支配筋砌块砌体墙梁设计方法研究
• 3.5 本章小结
• 第4章 地震作用后双洞口框支墙梁受力性能分析
• 4.1 拟动力试验结束后模型的破坏形态
• 4.2 后期竖向力静载试验加载步骤
• 4.3 后期竖向力静载试验数据分析
• 4.3.1 A、B轴托梁跨中挠度分析
• 4.3.2 A、B轴墙体受力状态分析
• 4.3.3 A、B轴托梁受力状态分析
• 4.3.4 A、B轴二层墙体顶部连梁受力状态分析
• 4.4 框支墙梁的受力模式
• 4.5 本章小结
• 第5章 地震作用时框支墙梁受力性能分析
• 5.1 水平地震作用时托梁跨中挠度分析
• 5.2 水平地震作用时底层框架柱受力分析
• 5.3 水平地震作用时墙体应变分析
• 5.3.1 水平地震作用时三层墙体应变分析
• 5.3.2 水平地震作用时二层墙体应变分析
• 5.4 水平地震作用时双洞口框支墙梁的传力模式
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢