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毕业设计报告毕业设计报告 论文论文 英文翻译英文翻译英文翻译英文翻译 所 属 系土木工程系 专业建筑工程 学号02109129 姓名项科超 指导教师王恒华 起讫日期2013 2 2013 5 设计地点东南大学成贤学院 密肋壁板结构的设计方法密肋壁板结构的设计方法 袁泉 姚钱峰 常朋 北京交通大学土木与建筑工程学院 中国北京 100044 摘要摘要 复合材料是最近在结构工程中使用的 研究人员需要调查他们的行为特征 本文介绍了 一个全新的节能住宅结构密肋壁板结构 密肋壁板 密肋复合墙是密肋壁板结构的主要承 载构件 基于试验 理论分析和施工实践 对密肋复合墙体的力学特性和破坏机理进行了分 析 密肋结构的变形和动态特性被获取 结构施工说明的设计方法被提出了 关键词关键词 密肋结构 密肋复合墙体 设计模型 设计方法 施工说明 失效模式 介绍介绍 密肋结构 密肋壁板 主要由密肋复合墙与框架构成的 见图 1 根据其结构形式 密肋壁板可分为多层建筑墙体及中高层建筑墙体 密肋复合墙体是主要承重构件 截面及框 架的加固设计是由中高层建筑计算和多层建筑的建设而来 图图 1 1 密肋壁板结构密肋壁板结构 密肋复合墙体由 2 部分组成 框架和网格填料块 密肋复合墙是在网格之间填充钢筋砼 来预制的 框架的网格是由高性能钢筋混凝土构成 和填充块是由高性能轻混凝土构成 密 肋复合墙不仅有功能分区和外壳 隔热 而且还作为承重构件 密肋壁板的墙体抗震性能不 同于其他普通混凝土结构 试验中首先介绍了密肋复合墙 密肋复合墙试验密肋复合墙试验 试验过程试验过程 两组承载能力试验的复合墙体进行了测试 测试的第一壁 十二例 分为三种 分别为 2BN1 3BN2 4BN3 5BNK 6BW 7BWK 全 面 的 单 壁 宽 度 和 高 度 为 2300 2550mm 1QB 2QB 3QB 4QB 1 2 缩尺模型的单壁 宽度和高度为 1250 1375mm 8BZD 9BZD 宽度和高 度为 5000 2550mm 第二个测试的墙壁 十四例 也分为三种 sw1 sw2 全面的单壁 宽 度 和 高 度 为 2800 2750mm sw5 sw14 1 2 缩 尺 模 型 的 单 壁 宽 度 和 高 度 为 1400 1375mm sw3 sw4 1 2 缩尺模型的双壁 宽度和高度为 2700 1350mm 每一组的墙壁 的几何形状和细节是绘制在图 2 第一组墙 第一组墙 1 21 2 缩尺模型的单壁 缩尺模型的单壁 第二组墙 全面的单壁 第二组墙 全面的单壁 图图 2 2 典型的复合墙的几何形状和加固典型的复合墙的几何形状和加固 测试进行了使用的电动液压致动器 通过测力传感器和偏转由在顶部的位移感应传感器 测量所施加的负载 一个恒定的轴向载荷是通过钢梁施加在肋柱 而环状水平荷载由致动器 施加在固定在柱顶部的墙壁 试验结果试验结果 根据以往的研究中 大多数的墙发生剪切破坏模式 所有成员的破坏过程可分为三个阶 段 弹塑性阶段和破坏阶段 图图 3 3 破坏过程破坏过程 在水平荷载作用下的极限承载力达到 40 即代表弹性力学特性研究 其滞回曲线作为 划线 在这个加载过程 即可以被视为一种复合材料等效弹性板 水平载荷时 达到 40 的最终负载 有分散的微裂纹出现在中间的壁附近的块的对角线 这个水平荷载强度称为开 裂荷载 在水平荷载达到极限荷载的 70 块中逐渐有越来越多的裂缝 斜裂缝在肋梁 肋 柱被发现 墙体的刚度退化明显 当水平荷载卸载 残余变形显著 当水平荷载接近极限荷 载的 85 倾斜裂纹可以明显看出 在肋梁和肋柱发现被固定的在中间的微剥落的块 这一 时期的水平荷载可以被称为屈服载荷 当水平荷载为极限荷载的一部分 肋梁 肋柱被墙斜裂缝连接 甚至延伸到框架柱 此 外 斜裂缝沿对角线方向的壁的整个壁相连 钢筋屈服在受拉区外框架柱 然后进入循环测 试程序 主要是由位移控制 最后 壁退化作为一个由晶格和外框架以及在肋梁的塑性铰区域发现许多纯框架 在那 一刻 墙接近破坏 作为主要的侧向力休息成员 MRSS 墙已经达到极限状态时也能承担全 部竖向荷载和细倒塌能力 密肋壁板密肋壁板的设计方法的设计方法 密肋壁板变形和动态特性密肋壁板变形和动态特性 多层密肋壁板变形主要是水平荷载作用下的剪切变形 整体结构的弯矩很小 当增加 直立的整体弯矩成为脱颖而出 中高层密肋壁板表明弯曲剪切变形特征 密肋复合墙体的填 充块强度低 承受水平荷载为主 因此剪切变形组成的中高层密肋壁板主要依靠弯曲变形高 于剪力墙结构 对中高层密肋壁板 因为密肋复合墙承载力低于剪力墙结构及其横向刚度不 是很高 密肋壁板需要和剪力墙在一起抵抗水平地震作用 根据测试结果 密肋壁板的变形和动态特性在框架结构和剪力墙结构之间 由多密肋复 合墙体的数量和分布的变化 作为振动模式的时间呈现规律性变化 在水平地震作用和变形 极限条件 密肋壁板可以设计适合不同阶段的性能要求 密肋壁板的设计模型密肋壁板的设计模型 作为密肋壁板独特的结构特征使承载系统三部分成员可以分三阶段发挥关键作用 使结 构在几种抗震防线占有 因此 在整个破坏过程不同的阶段采用不同的力学模型描述特征 在弹性阶段 作为一个整体的承重构件 墙的承重性能是不仅在混凝土弹性板坯 而且 在块板坯的不同 由于混凝土框架密肋梁 肋柱和暗帧坐标与填充块 和墙可以作为填充块 矩阵复合材料等效弹性板 混凝土密肋梁 柱和暗帧作为增强纤维 在弹塑性阶段 在墙上块经历的裂缝严重破碎和剥落 可采用多种等效斜杆压缩取代 因此 在这个阶段的壁的损伤过程中可视为一个过程 在该过程中 对角杆的等效轴向刚度 以及混凝土框架损害逐渐降低 因此 由混凝土框架和等效斜杆构成的压缩斜杆刚架在这个 阶段采用 在失败阶段 大的剪切和滑移变形块粉碎和剥落严重 最后 墙降低到仅由混凝土框格 的纯框架和隐框构成 肋柱和隐蔽的框架没有明显的损害 同时 也有不少的带肋梁的剪切 塑性铰 因此 墙与梁铰接框架模型 对密肋梁严重损害 设计方法设计方法 作为主要建筑构件抵抗竖向和水平荷载作用 密肋复合墙体 外框柱和连接壁所起的作 用是在不同的弯曲和剪切载荷下 实验表明 破坏了多层密肋壁板的特点类似结构构件承受 砌体结构 多层密肋壁板的完整性具有与框架结构或框架剪力墙结构相似之处 为了设计方 便 计算图可以采用砌体结构 地震作用计算采用底部剪力法 每一层的地震剪力根据他们 的刚度分别应分布在纵向和横向 然后将会检查密肋复合墙体计算冲击强度 建筑抗震设计规范和高层建筑混凝土结构技术规范是中高层密肋壁板设计方法应遵循 的原则 目前 编码系统采用弹性方法计算结构的内力和变形 但建筑构件的设计应考虑塑 性 因此 内力和变形可以由弹性方法计算的密肋壁板构件 如梁或连梁塑性变形引起的应 力重分布考虑在内 多密肋复合墙体的抗剪强度在塑性阶段考虑剪切行为 弹性刚度的计算公式弹性刚度的计算公式 实体的密肋复合墙 在等效刚度的光情况下 框架网格和填料块可以等效为根据自身的 弹性模量由轻质混凝土制成的均匀的板坯 考虑轴压比和真正的框格的影响 给出了计算弹 性刚度的经验公式 Ks Et 3 3 0 3 2 0 4 1 其中 E 表示弹性模量 t 表示的等效厚度 代表的深宽比 表示的轴向的压缩比 0 3 0 6 承载力公式承载力公式 对密肋复合墙的承载力计算 假定变形是框格与填充块之间的对应 并对密肋梁相交的 斜裂缝屈服极限承载钢筋剪切 然后 根据相关数据的统计分析 承载力计算公式可给出 V 1 RE 1 0 5 0 035fcAc 0 035fqAq 0 08N fyAs 2 与框架柱的抗震设计 V 1 0 5 0 03fcAc 0 03fqAq 0 1N fyAs 3 与框架柱的非抗震设计 其中 代表深宽比 fc代表帧的网格设计的混凝土强度值 fq代表的填充块设计的混凝 土强度值 Ac代表的截面面积和肋柱和连接柱 Aq代表的填充块的截面面积的总和 As代 表在剪切断面的密肋梁的纵向钢筋面积的总和 N 代表墙的设计轴力 施工说明施工说明 为了指导设计的新型结构体系 参照国家有关法规和规范 制定设计密肋壁板的规范 规范包括六个部分 分别为设计原则 计算地震作用 部分抗震验算 抗震变形验算 抗震 设计和施工说明 这里简单地介绍了施工说明 密肋复合墙体密肋复合墙体 在整个结构的刚度和承载要求之外 对墙板来说 连接和建设是非常重要的 已连接的 几种方式如图 4 所示 图图 4 4 密肋复合墙密肋复合墙的连接的连接 隐框隐框 多层建筑物的隐框 只起连接作用的建设 保证结构的整体性 增强结构的延性 增强 结构抗倒塌能力 框架柱的截面宽度通常是相同的墙壁的厚度 在柱中 纵向钢筋不应少于 4 12 对角柱 4 14 箍筋不应小于 6 200 框架梁的截面宽度同墙的厚度 截面高度 通常范围从 150 至 200mm 在梁上 纵向钢筋不应少于 4 10 箍筋不应小于 5 200 在 接头处拧紧 结论结论 密肋楼板结构是一种新型结构 目前 密肋壁板被越来越广泛的应用 在试验基础上 理论分析和实际施工 对密肋复合墙体及其力学特性和失效机理进行了分析 获得了多筋板 结构的变形和动态特性 结构设计与施工说明的方法提了出来 谢词谢词 本文的材料是基于格兰特 NO 50078045 支持的中国国家自然科