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开洞生态复合墙体抗震性能试验研究

作　者: 樊东峰
导　师: 冯仲齐；姚谦峰
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 生态复合墙结构村镇建筑开洞生态复合墙体抗震性能抗侧刚度
分类号: TU352.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 42次
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内容摘要

生态复合墙结构是一种生态、节能、减震的新型村镇住宅结构形式。它是课题组研究的密肋复合墙结构的进一步升级,继承了原有结构良好的抗震性能,具有生态材料因地制宜、节能环保的优良特点,实现了结构安全性、适宜性与经济性的统一。本文通过对1榀内填植物纤维生土基砌块的开洞生态复合墙体的低周反复加载试验研究,分析开洞生态复合墙体的破坏过程及破坏模式,研究其抗震性能,论述当前墙体抗侧刚度的计算方法,分析影响开洞生态复合墙体抗侧刚度的主要因素,并提出对于开洞生态复合墙体可以采用的抗侧刚度计算公式。主要研究内容包括：(1)通过对一榀1／2比例模型开洞生态复合墙体的低周反复加载试验,分析墙体的破坏过程和破坏模式；研究墙体的承载能力、刚度、变形、延性、耗能等抗震性能,并与无洞口同尺寸生态复合墙体进行对比。研究结果表明：开洞生态复合墙体在水平及竖向荷载的共同作用下,始终处于压、弯、剪复合受力状态,墙体中砌块、肋格、外框依次发挥作用,体现了墙体的三阶段受力特点,其破坏模式以剪切破坏为主,属于合理破坏机制。与无洞口同尺寸生态复合墙体相比,开洞生态复合墙体的延性、耗能及变形能力,均优于同尺寸无洞口生态复合墙体；但承载能力、刚度均低于无洞口墙体。(2)用ANSYS有限元分析软件建立开洞生态复合墙体数值模型,并进行非线性有限元分析,将有限元分析结果与试验结果作对比。对比结果表明：所建立的开洞生态复合墙体数值模型具有一定的精确性,可用于其它工况下墙体的数值模拟分析。(3)通过理论研究与数值模拟,分析影响开洞生态复合墙体抗侧刚度的因素,并就其中的主要因素——洞口位置和洞口大小建立有限元模型。通过对有限元分析结果数据的回归分析,拟合出不同工况下抗侧刚度变化规律的表达式,并结合现有开洞墙体抗侧刚度的计算方法,对原有密肋复合墙体的抗侧刚度公式加以修正,提出适用于开洞生态复合墙体抗侧刚度的简化计算方法。论文类型：应用基础研究*本项研究为下列课题的资助项目：1.国家自然科学基金项目(50908188、50878021)；2.国家“十一五”科技支撑项目(2006BAJ04A02-05、2008BAJ08B011-03、2008BAK51B04)3.陕西省13115项目(2008ZDKG-76)。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
1 绪论  11-17
  1.1 本文研究的背景和意义  11-13
  1.2 国内外研究现状及水平  13-16
    1.2.1 国内外生态墙体的研究  13-14
    1.2.2 有关开洞墙体的研究现状  14-16
  1.3 本文的主要研究内容  16-17
2 开洞生态复合墙体试验研究  17-39
  2.1 试件的设计与制作  17-21
    2.1.1 试件设计  17-18
    2.1.2 模型墙体的相似关系  18
    2.1.3 试件制作  18-20
    2.1.4 材料的物理力学性能  20-21
  2.2 试验方案  21-23
    2.2.1 试验方法  21
    2.2.2 加载装置及设备  21
    2.2.3 加载方案  21-22
    2.2.4 测试方案  22-23
  2.3 试验结果分析  23-31
    2.3.1 试验过程描述  23-25
    2.3.2 试验过程分析  25-27
    2.3.3 墙体破坏模式  27
    2.3.4 开洞生态复合墙体测点分析  27-31
    2.3.5 小结  31
  2.4 抗震性能分析  31-37
    2.4.1 滞回曲线  31-32
    2.4.2 骨架曲线  32-34
    2.4.3 承载力  34
    2.4.4 延性  34-35
    2.4.5 变形性能  35
    2.4.6 耗能  35
    2.4.7 抗倒塌能力  35-36
    2.4.8 变形曲线  36
    2.4.9 刚度退化曲线  36-37
  2.5 本章小结  37-39
3 开洞生态复合墙体有限元分析  39-55
  3.1 生态复合墙体有限元分析理论基础  40-45
    3.1.1 生态复合墙体不同材料的本构关系  40-42
    3.1.2 生态复合墙体裂缝的处理  42-43
    3.1.3 生态复合墙体中不同材料的连接问题  43-45
  3.2 生态复合墙体非线性有限元分析  45-53
    3.2.1 生态复合墙体非线性有限元分析模型  45-48
    3.2.2 开洞生态复合墙体非线性有限元数值计算结果分析  48-53
  3.3 本章小结  53-55
4 开洞生态复合墙体弹性抗侧刚度研究  55-73
  4.1 刚度分析  55-64
    4.1.1 影响开洞生态复合墙体抗侧刚度的主要因素  55-58
    4.1.2 开洞对生态复合墙体弹性抗侧刚度影响的有限元分析  58-64
  4.2 刚度计算  64-71
    4.2.1 生态复合墙体弹性阶段抗侧刚度研究  64-69
    4.2.2 考虑洞口影响对开洞生态复合墙体弹性阶段抗侧刚度公式的修正  69-71
  4.3 本章小结  71-73
5 结论与展望  73-75
  5.1 结论  73
  5.2 展望  73-75
致谢  75-77
参考文献  77-79
硕士学习阶段发表的论文  79
攻读硕士期间参加的主要科研项目  79

开洞生态复合墙体抗震性能试验研究

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