高层建筑中密肋复合墙体的抗剪承载力和其可靠性研究.pdfVIP

高层建筑中密肋复合墙体的抗剪承载力及其可靠性研究 贾英杰1’8袁泉1·6姚谦峰1 1北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 8 26．com 26．com JYJ—amor@1 6yq7404@1 摘要：作为一种新型结构体系，密肋壁板结构已经成功应用于多层建筑结构。但对于高层密肋壁板结构，密 肋复合墙体在复杂荷载作用下，墙体抗剪承载力中各种组成因素的理论研究和实用分析方法研究还亟 待开展。本文通过模型试验和有限元方法的数值模拟，建立了在高层建筑结构中墙体的抗剪承载力表 达式，得出典型墙体在小震作用下的可靠指标。 并对影响墙体抗剪承载力各个因素的敏感性进行评 价。研究结果揭示了高层建筑中密肋复合墙体的承载机理，使新结构的工程应用更为可行，建立的 墙体抗剪承载力表达式有足够的安全度。 关键词：密肋壁板结构；密肋复合墙体；承载力；可靠指标 1．概述 近些年来，绿色建材及绿色建筑等概念应运而生，如何保护环境、降低能耗、适当提高建筑结构的安全 度、加快建设周期等问题使传统住宅建筑产业面临着严峻挑战，急需开发新的墙体材料及结构形式以适应时 代的需要。密肋复合墙板是以截面及配筋较小的钢筋砼为框格，内嵌以炉渣、粉煤灰等工业废料为主要原料 的加气硅酸盐砌块(或其它具有～定强度的轻质块材)预制而成。它在水平荷载作用下，与混凝士边框共同 l：作，两者相互作用，共同受力，充分发挥各自性能。形成一种新的结构形式一密肋壁板结构，其中，密肋 复合墙极不仅起同护、分隔空间和保温作川，而且更作为主要承力构件使用，有效减小了混凝土部分截面尺 寸及配筋鼙。 由丁．密肋避板结构房屋构什及构造的特殊性，其多种材料组合、多道抗震设防的特点使结构的受力机理 和承载力的影响因素等有别丁．常规的结构形式，其中，当前主要用作建筑物围护结构和内墙填充材料的轻质 砌块在混凝土构件的约束作用。卜．首次成为结构主要承力材料。因而新结构墙体构件的承载力设计、耐久性考 虑以及可靠性指标都需要重新认识。 2． 密肋复合墙体的抗剪机理及承载力表达式11I 密肋蹙板结构中，作为主要抗侧力构件的密肋复合墙体承担了绝大部分的水平作用。根据墙板的构造特 点，墒板混凝十框格、填充砌块、肋梁肋柱纵筋三部分组成了墙板抗剪的主体，与此同时，竖向荷载、剪跨 比等对承载力有显著的影响。根据结构不同阶段的设计要求，密肋复合墙体的抗剪承载力Irlll．成机理及其可 j藩指标的确定尤为关键。 密肋复合墒体水平变形时受楼层处的集中力作用，构件极限状态的弯剪承载力由四部分组成： 圪=圪+形+圪+K (1) 式中：圪：墙板截面总极限抗剪承载力； 圪：主裂缝对角区域术开裂混凝土及砌块抗剪力；圪：肋柱纵筋的销栓力； ∥：沿斜裂缝混凝十和砌块骨料咬合作用： 291 K：肋梁纵筋的抗剪力： 随着荷载的不断加大，墙板从开裂前的弹性阶段发展到墙板开裂到最后砌块剥落墙板抗剪失效，密肋复 合墙体中四种抗剪成分所承担的剪力比例，在各受力阶段不断地发生变化。而且，弯剪内力的组成比例、墙 板框格划分、混凝士和砌块强度及两者强度比都会造成墙板不同的破坏形态。 堍 图1墒板极限抗剪承载能力极限状态 根据密肋复合墙体的抗剪承载力试验并结合普通钢筋混凝土构件压弯剪承载力的研究成果，做出如’卜计 算假定： (1)假定砌块和肋梁、肋梓变形1办调，共同承担水平荷载： (2)密肋复合墙板达到抗剪承载能力极限状态时，与斜裂缝相交的肋梁钢筋均达到屈服强度，如图1所 不o ； 根据上述假定，提出密肋复合墙板抗剪承载力计算公式： 广 ]