f结构墙梁受力性能及设计计算方法研究

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1、西安建筑科技大学博士学位论文框支密肋壁板结构墙梁受力性能及设计计算方法研究姓名：丁永刚申请学位级别：博士专业：结构工程指导教师：姚谦峰20060301’tJ●西安建筑科技大学博士学位论文框支密肋壁板结构墙梁受力性能及设计计算方法研究专业：结构工程博士生：丁永刚指导教师：姚谦峰教授摘要密肋壁板结构是一种节能、抗震的建筑结构新体系。目前，对其在常规多层及高层房屋建筑中的理论与应用研究已取得较好的阶段性成果，但对该结构体系在底部大空间房屋建筑中的研究尚处于空白。本文针对底部大空间框支密肋壁板结构中最重要的承力构件——框支密肋壁板

2、结构墙梁为研究对象，以其受力性能及设计计算方法研究为主线，就其受力机理、抗震性能及实用设计计算方法等进行了较为详细的研究，主要研究内容如下：1．进行了四榀大比例两跨框支密肋壁板结构墙梁模型的伪静力试验，研究了框支密肋壁板结构墙梁在竖向荷载作用下的受力性能和组合作用，以及在竖向和水平荷载共同作用下的破坏过程及其破坏形态、承载能力、变形性能、滞回延性、抗倒塌能力等抗震性能，探讨了墙梁跨长比、托梁高跨比及墙体开洞等因素对框支密肋壁板结构墙梁受力性能的影响，并在破坏形态、承载力、变形、耗能诸方面与框支砌体结构墙梁及框支剪力墙进行了

3、对比分析。2．采用实体单元模拟混凝土及砌块、杆单元模拟钢筋，运用等向强化模型与William-Wamke五参数破坏准则建立了框支密肋壁板结构墙梁的非线性有限元分析模型，利用试验数据验证了模型的合理性。通过竖向荷载作用下的非线性有限元分析，较为真实地模拟了框支密肋壁板结构墙梁的应力分布，以及墙梁跨长比、托梁高跨比、墙体开洞等因素对其应力分布的影响，得到了竖向荷载在墙梁复合墙体中分配的比例关系。3．通过竖向与水平荷载共同作用下的非缘陛有限元分析，较为真实、简化地模拟了框支密肋壁板结构墙梁内力和变形发展的全过程，描述了其裂缝的形

4、成和扩展以及破坏过程和极限承载力水平。4．在试验研究及有限元分析的基础上，研究了框支密肋壁板结构墙梁的受力机理，并与框支砌体结构墙梁进行了对比分析，提出了框支密肋壁板结构墙梁的理论计算模型。5．考虑墙梁跨长比、托梁高跨比、墙体高跨比、底部框架柱的截面高度与其长度之比等因素，采用正交试验设计，通过对计算结果的直观分析和方差分析，对框支密肋壁板结构墙梁中托梁内力的影响因素进行了显著

5、生分析，在此基础上考察开洞位置对托粱内力的影响，通过≯，、西安建筑科技大学博士学位论文回归分析得到了考虑墙梁组合作用的托梁内力系数：提出了框支密肋

6、壁板结构墙梁的设计计算简图，给出了框支密肋壁板结构墙梁中托梁承载力的实用设计计算公式。6．参考落地密肋复合墙体的水平抗剪承载力验算公式，结合框支密肋壁板结构墙梁的试验研究及理论分析结果，给出了框支密肋壁板结构墙梁中墙体的水平抗剪承载力验算公式。7．结合试验研究及理论分析结果，提出了框支密肋壁板结构墙梁在地震作用下可能发生的破坏模式，采用抗震控制设计思想，提出了框支密肋壁板结构墙梁的抗震构造措施。结合高层密肋壁板结构的受力特点，对高层框支密肋壁板结构转换梁的若干问题进行了探讨。本文的创新之处在于：1．大比例框支密肋壁板结构墙

7、梁模型试验首次进行了大比例框支密肋壁板结构墙梁的模型试验，通过试验较为系统地研究了墙梁在竖向荷载作用下的受力性能以及在竖向与水平荷载共同作用下的破坏形态、承载力、变形、滞回性能及抗倒塌能力等抗震性能，为密肋壁板结构在底部大空间房屋建筑中的应用提供了可靠的依据。2．框支密肋壁板结构墙梁非线性数值模型的建立首次建立了框支密肋壁板结构墙梁的非线性有限元分析模型，通过非线性有限元分析较为真实地模拟了框支密肋壁板结构墙梁的应力分布及受力性态，为正确认识墙梁的受力机理提供了更为详实的数据信息。3．框支密肋壁板结构墙梁理论计算模型的提出

8、充分考虑密肋壁板结构的独特构造，结合试验研究及理论分析，研究了框支密肋壁板结构墙梁的受力机理，建立了框支密肋壁板结构墙梁的理论计算模型。4．框支密肋壁板结构墙梁中托梁实用设计计算公式的建立采用正交试验设计，首次对框支密肋壁板结构墙梁中托梁内力的影响因素进行了显著性分析，并通过回归分析给出了框支密肋壁板结构墙梁中托梁承载力的实用设计计算公式。5．框支密肋壁板结构墙梁抗震构造措施的提出考虑框支密肋壁板结构墙梁的受力特性，及其在地震作用下可能发生的破坏模式，运用抗震控制设计思想，提出了框支密肋壁板结构墙梁的抗震构造措施。关键词：

9、框支密肋壁板结构墙梁；密肋复合墙体；托梁；受力性能；设计理论论文类型：应用基础研究+本研究为国家“十五”科技攻关课题资助项目(2002BA806805)陕西省自然科学基金资助项目(陕科[2004168号)陕西高校省级重点实验室重点科研资助项目(02JS28)西安市城乡建设委员会建设科技项目(市建发[20