密肋复合墙板受力性能及斜截面承载力实用设计计算方法研究
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摘要
改革开放以来，我国住宅建设发展迅猛。密肋壁板结构体系作为一种新型节能住宅结构体系，有着很好的发展前景，并在前期的研究工作中取得了许多卓有成效的成果。然而，在新结构体系的不断发展过程中，许多内容亟待完善。本文是在对试验和已有资料进行分析的基础上，就密肋复合墙板的受力性能及斜截面承载能力实用设计方法进行了研究，完成了如下工作：
1．通过对9块1／2比例墙板模型在竖向荷载作用下的受力性能试验，分析了墙板在竖向荷载作用下受力和变形之间的关系，得到了墙体轴心受压时的高厚比限值。
2．通过对墙板模型的抗震性能试验研究，建立了由钢筋混凝土框格、砌块以及两者协同作用三个部分组成的承载力极限状态下的理论简化计算模型；提出了墙板中填充块等效斜压杆宽度按45度计算的统一量化标准；分析了影响墙板承载力的主要影响因素，给出了表达墙板框格层数和跨数不同的斜截面承载力实用设计计算公式。
3．通过对1／4比例两层联肢墙片模型受力性能试验研究，模拟了密肋复合墙板在小高层结构中的破坏形态，分析了其受力机理及正截面承载力。试验研究表明：密肋复合墙片在正截面抗弯时截面应力分布不符合平截面假定，整体倾覆力矩主要由两端隐形框架柱内力形成的力偶承担。
4．在试验研究的基础上，提出了密肋复合墙板实用设计的钢架斜压杆模型；通过线弹性有限元分析，就其优化设计进行了探讨。
Since the reform and opening, residence construction has been speedily developed. Multi-ribbed Slab Structure, as a new structural system, is very potential. Previous study is much fruitful. However, there is still a lot to be advanced. The paper, based on test and other available material, mainly studied on mechanical property and oblique section bearing capacity of the composite slab.
1. Based on tests of nine 1/2-scaled model slabs under vertical loads, the paper analyzed load-deformation curve and proposed limit value of height-width ratio under axial loads.
2. Based on aseismic tests, the paper put forward a model of concrete frame, silica brick and a combination of the two, proposed that the silica brick works as a 45 compression bar, analyzed the factors which may influence bearing capacity of the slab and advised a formula including the numbers of bays and of storeys of the frame.
3. Through test of 1/4-scaled two-storeyed model, the failure mode of multi-ribbed slab in high-rising building was simulated. The paper analyzed the slab's mechanical performance and normal section bearing capacity. The analysis showed the strain of section is not plain under moment so that the moment is carried by force couple in the outer frame.
4. The paper gave the rigid frame-compression bar model for practical computation. By means of linear FEM analysis, the paper discussed optimal design of the slab.
1．通过对9块1／2比例墙板模型在竖向荷载作用下的受力性能试验，分析了墙板在竖向荷载作用下受力和变形之间的关系，得到了墙体轴心受压时的高厚比限值。
2．通过对墙板模型的抗震性能试验研究，建立了由钢筋混凝土框格、砌块以及两者协同作用三个部分组成的承载力极限状态下的理论简化计算模型；提出了墙板中填充块等效斜压杆宽度按45度计算的统一量化标准；分析了影响墙板承载力的主要影响因素，给出了表达墙板框格层数和跨数不同的斜截面承载力实用设计计算公式。
3．通过对1／4比例两层联肢墙片模型受力性能试验研究，模拟了密肋复合墙板在小高层结构中的破坏形态，分析了其受力机理及正截面承载力。试验研究表明：密肋复合墙片在正截面抗弯时截面应力分布不符合平截面假定，整体倾覆力矩主要由两端隐形框架柱内力形成的力偶承担。
4．在试验研究的基础上，提出了密肋复合墙板实用设计的钢架斜压杆模型；通过线弹性有限元分析，就其优化设计进行了探讨。
Since the reform and opening, residence construction has been speedily developed. Multi-ribbed Slab Structure, as a new structural system, is very potential. Previous study is much fruitful. However, there is still a lot to be advanced. The paper, based on test and other available material, mainly studied on mechanical property and oblique section bearing capacity of the composite slab.
1. Based on tests of nine 1/2-scaled model slabs under vertical loads, the paper analyzed load-deformation curve and proposed limit value of height-width ratio under axial loads.
2. Based on aseismic tests, the paper put forward a model of concrete frame, silica brick and a combination of the two, proposed that the silica brick works as a 45 compression bar, analyzed the factors which may influence bearing capacity of the slab and advised a formula including the numbers of bays and of storeys of the frame.
3. Through test of 1/4-scaled two-storeyed model, the failure mode of multi-ribbed slab in high-rising building was simulated. The paper analyzed the slab's mechanical performance and normal section bearing capacity. The analysis showed the strain of section is not plain under moment so that the moment is carried by force couple in the outer frame.
4. The paper gave the rigid frame-compression bar model for practical computation. By means of linear FEM analysis, the paper discussed optimal design of the slab.
引文
1．小康住宅建筑结构体系成套技术指南，中国建筑工业出版社，2001．8
2．国务院批转国家建材局等部门《关于加快墙体材料革新和推广节能建筑意见的通知》「国发(1992)66号」
3．建设部办公厅关于印发《建设部建筑节能九五计划和2010年规划》的通知「建办科(1995)80号」
4．《关于推进住宅产业现代化，提高住宅质量的若干意见》(国办发[1999]72号)，1999．8
5．苑振芳、刘斌：我国砌体结构发展现状和展望，建筑结构，1999．10．9N13
6．杨翠如，钟锡根，刘大海：集中配筋砌体楼房，建筑结构，1997．2
7．唐岱新等：砌体结构设计规范理解与应用，中国建筑工业出版社，2002．6
8．许淑芳：空心钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究，西安建筑科技大学学报，2001．3
9．戴航、关国雄、张右启：带缝钢筋混凝土高剪力墙抗震性能分析与设计，建筑结构，1997．3
10．叶列平等：双功能带缝剪力墙的弹性受力性能分析，清华大学学报，1999
11．张同亿：复合墙异型柱组合结构抗震性能及设计方法研究，西安建筑科技大学博士学位论文，2002．3
12．密肋壁板轻框结构理论与应用研究，科学技术研究报告，西安建筑科技大学，2002．10
13．姚谦峰等：密肋壁板轻框结构节能住宅体系研究，工业建筑，2003．1
14．陈平、姚谦峰：轻板框架试验研究[J]，西安建筑科技大学学报，1999．3
15．赵冬、姚谦峰：密肋轻型框架结构刚度计算[J]，西安建筑科技大学学报，1999．9
16．周小真、姚谦峰：格构板式轻型墙板抗震性能研究，西安冶金建筑学院学报，1993，25．1
17．田英侠，陈平等：密肋复合墙板等效弹性常数计算方法研究，工业建筑，2003．1
18．黄炜，姚谦峰等：加外框密肋复合墙板抗震性能研究，工业建筑，2003．1
19．关海涛，姚谦峰等：密肋复合墙板简化计算模型研究，工业建筑，2003．1
20．刘恒喜、徐晓天等：六层大开间轻型格构板模型房屋抗震试验研究．，建筑结构学报，2001．5
21．谢强，姚谦峰等：高层轻板框架结构的刚度和承载力分析，西安建筑科技大学学报．，2000．9
22．谢强：高层轻板框架抗震性能试验研究，西安建筑科技大学硕士学位论文，1998．3
23．贾英杰：高层轻板框架抗震性能试验研究，西安建筑科技大学硕士学位论文，2000．3
24．袁泉：密肋壁板轻框结构非线性地震反应分析，西安建筑科技大学博士学位论文，2003．5
25．过镇海：钢筋混凝土原理，清华大学出版社，1999
26. Park R, Paulay T. reinforceed Concrete Structures.A Wiley Interscience Publication, 1975
27．王传志，滕智明：钢筋混凝土结构理论，中国建筑工业出版社，1985
28．胡聿贤：地震工程学，地震出版社，1988．8
29．姚谦峰、苏三庆：地震工程，陕西科学技术出版社，2001
30．朱伯龙：结构抗震试验[M]，地震出版社，1989
31．姚振纲，刘组华：建筑结构试验，同济大学出版社，1996
32．丰定国、王清敏、钱国芳、苏三庆：工程结构抗震，地震出版社，1994
33．建筑抗震设计规范GB50011—2001
34．砌体结构设计规范GB50003—2001
35．丁大钧：关于砌体弹性模量和稳定系数的讨论，建筑结构，1998．6
36．丁大钧：砌体结构教学刍议，建筑结构，1999．3
37．丁大钧、邵扣霞：砌体偏心受压构件系数的计算图表，建筑结构，1999．3
38．李小安、唐岱新等：火山渣混凝土空心砌块空腔墙体竖向承载力试验研究，哈尔滨建筑大学学报，1995．4
39．杨伟军、施楚贤：灌芯配筋砌体墙体轴心受压承载力研究，建筑结构，2002．2
40．杨伟军、施楚贤：灌芯砌体的变形性能试验研究，建筑结构，2002．2
41．施楚贤：设置构造砖柱砖砌体受压承载力计算，建筑结构，1996．3
42. P.B.Shing, M.Schuller, V.S.Hoskere: Flexural and Shear Response of Reinforced masonry walls,ACI, 1997.7
43．全成华、唐岱新：高强砌块配筋砌体剪力墙抗剪性能试验研究，建筑结构学报，2002．2
44．于福臻、唐岱新：水平配筋火山渣混凝土砌块墙体抗震剪切强度的试验研究，建筑科学，1999．4
45．易文宗、史庆轩等：六层大开间多孔砖组合气体房屋试验的抗震承载力分析，建筑结构，1993．11
46. M.J.N Priestly; design of concrete masonry shear walls,ACI journal,January-february, 1986
47．杨伟军、施楚贤：灌芯混凝土砌体抗剪强度的理论分析和试验研究，建筑结构，2002．
48．李振威、刘庆伟：设置芯柱的混凝土小型空心砌块墙体抗震性能研究，工程抗震，1996．2
49. P.B.Shing, j.i.noland and e.ldamems: inelastic behavour of concrete masonry shear walls,ASCE, 1989.6
50．万墨林、韩继云：砌体结构加固截面承载力分析，建筑结构，1996．3
51．刘先明、李爱群等：带边框砌体剪力墙承载力和变形的计算分析，东南大学学报，2001．1
52. P.B.Shing, M.Schuller, V.S.Hoskere:配筋砌体抗弯及抗剪承载力的计算，ACI，1990．12
53．张永洲、黄维平等：竖向压应力和钢筋砼柱对组合墙抗侧力影响的试验研究，工程抗震，1994．2
54. B.S.Smith: Lateral stiffness of infilled frames. Proc.ASCE.VOL. 88.
55. Robert. Schneider, Walter L. Dickey. Reinforced masonry design, 1980
56．唐陛(韦华)、余安东：短柱极限承载力的研究，建筑结构学报，1997．2
57．李新平、唐建国：配筋砌体结构抗震能力的试验研究，世界地震工程，1997．2
58．张望喜、易伟建：砌体结构墙体抗侧中的剪切滞后问题，建筑结构，2002．2
59．雷自学：组合砌体矩形截面小偏心构件对称配筋简化分析，建筑结构，1999．3
60．阎宝民、王腾等：混凝土砌块剪力墙斜截面抗剪承载力计算公式的研究，建筑结构，2000．3
61．田瑞华：混凝土空心小砌块配筋砌体墙体的承载力试验研究与理论分析，西安建筑科技大学硕士学位论文，2001．5
62．邬瑞锋、奚肖凤等：弯曲对组合墙体抗侧力的影响，建筑结构，1997．2
63．唐岱新等：配筋砌块剪力墙正截面强度试验研究，上海建材学院学报，1995．3
2．国务院批转国家建材局等部门《关于加快墙体材料革新和推广节能建筑意见的通知》「国发(1992)66号」
3．建设部办公厅关于印发《建设部建筑节能九五计划和2010年规划》的通知「建办科(1995)80号」
4．《关于推进住宅产业现代化，提高住宅质量的若干意见》(国办发[1999]72号)，1999．8
5．苑振芳、刘斌：我国砌体结构发展现状和展望，建筑结构，1999．10．9N13
6．杨翠如，钟锡根，刘大海：集中配筋砌体楼房，建筑结构，1997．2
7．唐岱新等：砌体结构设计规范理解与应用，中国建筑工业出版社，2002．6
8．许淑芳：空心钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究，西安建筑科技大学学报，2001．3
9．戴航、关国雄、张右启：带缝钢筋混凝土高剪力墙抗震性能分析与设计，建筑结构，1997．3
10．叶列平等：双功能带缝剪力墙的弹性受力性能分析，清华大学学报，1999
11．张同亿：复合墙异型柱组合结构抗震性能及设计方法研究，西安建筑科技大学博士学位论文，2002．3
12．密肋壁板轻框结构理论与应用研究，科学技术研究报告，西安建筑科技大学，2002．10
13．姚谦峰等：密肋壁板轻框结构节能住宅体系研究，工业建筑，2003．1
14．陈平、姚谦峰：轻板框架试验研究[J]，西安建筑科技大学学报，1999．3
15．赵冬、姚谦峰：密肋轻型框架结构刚度计算[J]，西安建筑科技大学学报，1999．9
16．周小真、姚谦峰：格构板式轻型墙板抗震性能研究，西安冶金建筑学院学报，1993，25．1
17．田英侠，陈平等：密肋复合墙板等效弹性常数计算方法研究，工业建筑，2003．1
18．黄炜，姚谦峰等：加外框密肋复合墙板抗震性能研究，工业建筑，2003．1
19．关海涛，姚谦峰等：密肋复合墙板简化计算模型研究，工业建筑，2003．1
20．刘恒喜、徐晓天等：六层大开间轻型格构板模型房屋抗震试验研究．，建筑结构学报，2001．5
21．谢强，姚谦峰等：高层轻板框架结构的刚度和承载力分析，西安建筑科技大学学报．，2000．9
22．谢强：高层轻板框架抗震性能试验研究，西安建筑科技大学硕士学位论文，1998．3
23．贾英杰：高层轻板框架抗震性能试验研究，西安建筑科技大学硕士学位论文，2000．3
24．袁泉：密肋壁板轻框结构非线性地震反应分析，西安建筑科技大学博士学位论文，2003．5
25．过镇海：钢筋混凝土原理，清华大学出版社，1999
26. Park R, Paulay T. reinforceed Concrete Structures.A Wiley Interscience Publication, 1975
27．王传志，滕智明：钢筋混凝土结构理论，中国建筑工业出版社，1985
28．胡聿贤：地震工程学，地震出版社，1988．8
29．姚谦峰、苏三庆：地震工程，陕西科学技术出版社，2001
30．朱伯龙：结构抗震试验[M]，地震出版社，1989
31．姚振纲，刘组华：建筑结构试验，同济大学出版社，1996
32．丰定国、王清敏、钱国芳、苏三庆：工程结构抗震，地震出版社，1994
33．建筑抗震设计规范GB50011—2001
34．砌体结构设计规范GB50003—2001
35．丁大钧：关于砌体弹性模量和稳定系数的讨论，建筑结构，1998．6
36．丁大钧：砌体结构教学刍议，建筑结构，1999．3
37．丁大钧、邵扣霞：砌体偏心受压构件系数的计算图表，建筑结构，1999．3
38．李小安、唐岱新等：火山渣混凝土空心砌块空腔墙体竖向承载力试验研究，哈尔滨建筑大学学报，1995．4
39．杨伟军、施楚贤：灌芯配筋砌体墙体轴心受压承载力研究，建筑结构，2002．2
40．杨伟军、施楚贤：灌芯砌体的变形性能试验研究，建筑结构，2002．2
41．施楚贤：设置构造砖柱砖砌体受压承载力计算，建筑结构，1996．3
42. P.B.Shing, M.Schuller, V.S.Hoskere: Flexural and Shear Response of Reinforced masonry walls,ACI, 1997.7
43．全成华、唐岱新：高强砌块配筋砌体剪力墙抗剪性能试验研究，建筑结构学报，2002．2
44．于福臻、唐岱新：水平配筋火山渣混凝土砌块墙体抗震剪切强度的试验研究，建筑科学，1999．4
45．易文宗、史庆轩等：六层大开间多孔砖组合气体房屋试验的抗震承载力分析，建筑结构，1993．11
46. M.J.N Priestly; design of concrete masonry shear walls,ACI journal,January-february, 1986
47．杨伟军、施楚贤：灌芯混凝土砌体抗剪强度的理论分析和试验研究，建筑结构，2002．
48．李振威、刘庆伟：设置芯柱的混凝土小型空心砌块墙体抗震性能研究，工程抗震，1996．2
49. P.B.Shing, j.i.noland and e.ldamems: inelastic behavour of concrete masonry shear walls,ASCE, 1989.6
50．万墨林、韩继云：砌体结构加固截面承载力分析，建筑结构，1996．3
51．刘先明、李爱群等：带边框砌体剪力墙承载力和变形的计算分析，东南大学学报，2001．1
52. P.B.Shing, M.Schuller, V.S.Hoskere:配筋砌体抗弯及抗剪承载力的计算，ACI，1990．12
53．张永洲、黄维平等：竖向压应力和钢筋砼柱对组合墙抗侧力影响的试验研究，工程抗震，1994．2
54. B.S.Smith: Lateral stiffness of infilled frames. Proc.ASCE.VOL. 88.
55. Robert. Schneider, Walter L. Dickey. Reinforced masonry design, 1980
56．唐陛(韦华)、余安东：短柱极限承载力的研究，建筑结构学报，1997．2
57．李新平、唐建国：配筋砌体结构抗震能力的试验研究，世界地震工程，1997．2
58．张望喜、易伟建：砌体结构墙体抗侧中的剪切滞后问题，建筑结构，2002．2
59．雷自学：组合砌体矩形截面小偏心构件对称配筋简化分析，建筑结构，1999．3
60．阎宝民、王腾等：混凝土砌块剪力墙斜截面抗剪承载力计算公式的研究，建筑结构，2000．3
61．田瑞华：混凝土空心小砌块配筋砌体墙体的承载力试验研究与理论分析，西安建筑科技大学硕士学位论文，2001．5
62．邬瑞锋、奚肖凤等：弯曲对组合墙体抗侧力的影响，建筑结构，1997．2
63．唐岱新等：配筋砌块剪力墙正截面强度试验研究，上海建材学院学报，1995．3