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装配式密肋复合板结构是一种符合国家现行政策、顺应行业发展、适合产业化住宅方向的新型结构体系,具有自重轻、节能保温好、抗震性能优、施工速度快等优点。为了密肋复合墙体系更广泛地应用,本文提出了一种新型装配式钢管密肋保温复合墙,与原有墙体相比,此墙体拥有更好的保温节能、更高的承载能力和更优的抗震性能。论文的主要工作和成果如下:
(1)研究玻化微珠保温混凝土的配合比,分别对不同搅拌工艺方式和不同玻化微珠预湿用水量的保温混凝土进行了立方体抗压强度试验和导热系数试验,得到了强度等级为C30和C40、导热系数为0.35左右的玻化微珠保温混凝土的配合比及搅拌工艺。
(2)进行了1片1/2比例钢管密肋保温复合墙的轴压试验和3片1/2比例钢管密肋保温复合墙的低周往复荷载试验,分别对钢管在肋柱中的不同分布形式以及肋梁布置钢管的墙体在荷载作用下的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、承载能力、刚度退化、延性和耗能等进行了分析研究。试验结果表明,与普通密肋复合墙相比,钢管密肋保温复合墙的承载力和耗能均有大幅度的提升;墙体滞回环形状更加饱满,屈服后耗能量占比提升,且墙体的位移延性系数较大,表明钢管密肋保温复合墙的抗震性能得到显著改善。
(3)对试验墙体进行了有限元非线性数值模拟,对比分析了各墙体试件的破坏特征和极限承载力,有限元模拟得到的荷载-位移曲线与试验所得吻合良好。在此基础之上,变参数分析了影响墙体承载力的因素。对于受压墙体试件,肋柱内钢管的布置形式以及管壁厚度对墙体的抗压承载力影响较大;对于压剪墙体试件,肋梁钢管壁厚和管桁架形式对钢管密肋保温复合墙的受剪承载力影响幅度最为显著。
(4)研究了钢管密肋保温复合墙的抗震性能,验证了密肋复合墙规程中所给抗侧刚度公式的适用性;提出了钢管密肋保温复合墙在均布压力下的受压承载力经验公式和压剪状态下的受剪承载力经验公式,给出了受剪承载力公式的适用条件以及墙体的构造建议,为钢管密肋保温复合墙在工程上的应用提供理论依据。
(1)研究玻化微珠保温混凝土的配合比,分别对不同搅拌工艺方式和不同玻化微珠预湿用水量的保温混凝土进行了立方体抗压强度试验和导热系数试验,得到了强度等级为C30和C40、导热系数为0.35左右的玻化微珠保温混凝土的配合比及搅拌工艺。
(2)进行了1片1/2比例钢管密肋保温复合墙的轴压试验和3片1/2比例钢管密肋保温复合墙的低周往复荷载试验,分别对钢管在肋柱中的不同分布形式以及肋梁布置钢管的墙体在荷载作用下的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、承载能力、刚度退化、延性和耗能等进行了分析研究。试验结果表明,与普通密肋复合墙相比,钢管密肋保温复合墙的承载力和耗能均有大幅度的提升;墙体滞回环形状更加饱满,屈服后耗能量占比提升,且墙体的位移延性系数较大,表明钢管密肋保温复合墙的抗震性能得到显著改善。
(3)对试验墙体进行了有限元非线性数值模拟,对比分析了各墙体试件的破坏特征和极限承载力,有限元模拟得到的荷载-位移曲线与试验所得吻合良好。在此基础之上,变参数分析了影响墙体承载力的因素。对于受压墙体试件,肋柱内钢管的布置形式以及管壁厚度对墙体的抗压承载力影响较大;对于压剪墙体试件,肋梁钢管壁厚和管桁架形式对钢管密肋保温复合墙的受剪承载力影响幅度最为显著。
(4)研究了钢管密肋保温复合墙的抗震性能,验证了密肋复合墙规程中所给抗侧刚度公式的适用性;提出了钢管密肋保温复合墙在均布压力下的受压承载力经验公式和压剪状态下的受剪承载力经验公式,给出了受剪承载力公式的适用条件以及墙体的构造建议,为钢管密肋保温复合墙在工程上的应用提供理论依据。