带PC填充墙的装配式RC联肢剪力墙受力性能数值分析

为研究带预制混凝土(PC)填充墙的装配式RC联肢剪力墙在水平荷载作用下的受力性能,基于试验建立了无填充墙试件(CSW-N)和带PC填充墙试件(CSW-F和CSW-R)的有限元模型,并考察了轴压比、PC填充墙混凝土强度等级和刚性连接试件锚固钢筋布置等对装配式RC联肢剪力墙受力性能的影响。结果表明:轴压比由0.1增加至0.6时,试件CSW-F峰值承载力增加了约69.92%,延性系数下降了约40.68%;试件CSW-R的峰值承载力增加了约47.00%,延性系数下降了约42.06%。对于试件CSW-F,由于PC填充墙对剪力墙的约束作用较小,随PC填充墙混凝土强度等级增大,其峰值承载力增幅较小;对于试件CSW-R,当实心墙和夹心墙混凝土强度等级由C15增加至C30时,试件的峰值承载力分别提高了7.20%和4.32%,在相同混凝土强度下,实心墙的承载力高于夹心墙的承载力。对于试件CSW-R,锚固钢筋直径变化对剪力墙受力性能影响较小,但增加锚固钢筋数量可提高剪力墙峰值承载力。

PRC连梁-混合联肢剪力墙抗震性能分析

PRC连梁-混合联肢剪力墙是将传统的钢筋混凝土联肢剪力墙中的混凝土连梁用钢板-混凝土组合(PRC)连梁代替而形成的一种新型结构体系,对其抗震性能尚缺乏系统研究。该文在对PRC小跨高比连梁构件研究成果的基础上,设计出了PRC连梁-混合联肢剪力墙的BS基本模型试件,利用有限元软件对PRC连梁-混合联肢剪力墙抗震性能进行数值模拟,研究了连梁内嵌钢板部分、连梁钢筋部分和混凝土部分的应力分布情况,分析了结构的塑性铰发展规律。研究了耦联率、连梁截面尺寸、单面墙肢高宽比、楼层总高度和楼板作用等参数对该种新型结构体系抗震性能的影响,建议适合于高烈度抗震设防区PRC连梁-混合联肢剪力墙合理耦联率的取值范围为40%~60%。

小跨高比连梁混合暗支撑高阻尼混凝土联肢剪力墙试验研究

混合暗支撑高阻尼混凝土联肢剪力墙是一种新型延性双肢剪力墙,它将暗支撑引入双肢墙的两个墙肢,将内置带剪力钉钢板连梁作为剪力墙洞口连梁,墙身由高阻尼混凝土浇筑而成。本文对这种新型联肢剪力墙结构进行了低周反复加载实验与数值模拟,较系统地分析了该新型剪力墙结构的承载力、延性、耗能、破坏机制、破坏特征以及刚度衰减过程等性能。结果表明:与现有暗支撑混凝土联肢剪力墙相比,混合暗支撑高阻尼混凝土联肢剪力墙开裂强度、极限承载力、耗能能力及变形能力均有一定程度的提高,显示了良好的抗震性能;当剪力墙连梁跨高比越小,混合暗支撑高阻尼混凝土剪力墙的抗震性能越好。

带分段式连梁的钢筋混凝土联肢剪力墙拟静力试验及数值模拟

文章提出一种由耗能段和承重段组成的分段式钢筋混凝土连梁,通过低周往复加载试验及有限元数值模拟,对带分段式连梁的钢筋混凝土联肢剪力墙试件的抗震性能进行研究。结果表明:连梁耗能段比承重段更早开裂及屈服,且试验结束后裂缝更多更密集,表明耗能段起到主要的耗能作用,而承重段能始终可靠地承受重力荷载;试件的滞回曲线初期较饱满,呈梭形,后期出现明显的捏拢效应,曲线呈倒S形;试件的位移延性达到2.4左右,极限位移角达到1/40左右,表明其具有良好的变形性能;随着耗能段截面高度的增加,试件耗能能力增强,但承重段损伤加重。

内藏钢桁架深连梁联肢剪力墙抗震性能试验研究

进行了1个1/7缩尺、剪跨比为2.0的带矩形钢管混凝土叠合柱边框内藏钢桁架深连梁联肢剪力墙模型的低周反复荷载试验。分析了该剪力墙的承载力、延性、滞回特性、耗能能力等抗震性能,研究了内藏钢桁架对该联肢剪力墙抗震性能的影响。试验研究表明:内藏钢桁架深连梁联肢剪力墙具有较好的延性;内藏钢桁架混凝土连梁对提高剪力墙的承载力及延性作用显著;带钢管混凝土叠合柱的翼墙可充分发挥钢管混凝土叠合柱抗压能力强、承载力高、不易开裂、延性好的优势;该新型组合剪力墙实现了"强墙肢、弱连梁"的延性屈服机制。

钢桁架连梁-联肢剪力墙耗能机理及抗震性能试验研究

对设置全钢桁架连梁和设置钢筋混凝土、钢桁架混合连梁的双层联肢剪力墙平面结构进行了拟动力试验和低周反复荷载试验,研究了不同工况地震波作用下剪力墙的时程响应,以及其破坏机理、承载力、滞回延性性能、耗能机理、刚度及强度退化机理。试验结果表明:全部设置钢桁架连梁的剪力墙的刚度分布合理,耗能机理及刚度强度退化机理符合联肢剪力墙抗震设计的要求。大震时,在保证较高耗能能力的同时能够维持较高的承载力和刚度,持续约束墙肢,抗震性能优于混凝土连梁联肢剪力墙体系,是一种较理想的连梁设置方案。

FRC连梁联肢剪力墙数值模拟及设计方法

运用有限元软件ABAQUS建立剪力墙数值模型,分别对2个对称双肢剪力墙试件和2个塑性铰区采用纤维增强混凝土(FRC)的悬臂剪力墙试件在低周反复荷载作用下的抗震性能进行数值计算,计算结果与试验结果比较吻合,表明该模型可较准确地分析FRC连梁联肢剪力墙构件在低周反复荷载作用下的抗震性能。利用所建立的数值模型,讨论了联肢墙中用FRC连梁替代普通混凝土连梁的优越性,并探讨了耦合率对FRC连梁联肢剪力墙抗震性能的影响。结果表明,用FRC替代普通混凝土作为连梁基体,可以显著提高联肢剪力墙结构的耗能能力和延性,增大其初始刚度,减缓刚度退化程度;随着联肢剪力墙耦合率的增加,联肢剪力墙的刚度和承载力提高,但当耦合率过大时,形成强连梁体系,结构的延性和耗能能力将显著下降。

不同连梁形式联肢剪力墙的静力弹塑性分析

建立12层钢筋混凝土联肢剪力墙结构分析模型,用两种不同的侧向载荷分布模式,分别对采用钢筋混凝土连梁和型钢混凝土连梁的联肢剪力墙结构进行静力弹塑性(Pushover)分析.在此基础上,以变形和延性(包括顶点位移、层间位移和结构塑性铰分布)为参数评估其抗震性能.研究发现,在承载力相同时,型钢混凝土连梁比钢筋混凝土连梁的截面尺寸小很多,型钢混凝土连梁的联肢剪力墙抗震性能较好.

内置碟簧自复位联肢剪力墙参数设计与滞回性能研究

为了减小结构的震后残余变形,有效地避免墙肢破坏,该文提出并设计了一种内置碟簧装置的自复位联肢剪力墙(SC-CSW)。SC-CSW主要通过碟簧装置中的摩擦耗散地震能量,碟簧提供恢复力。建立了预压小于摩擦的SC-CSW1、预压大于摩擦的SC-CSW2及普通联肢剪力墙的有限元模型,对比分析了三者的承载能力、变形能力、耗能能力和自复位能力,结果表明:加载位移达到弹塑性层间位移限值时,SC-CSW1的累积耗能比普通联肢剪力墙降低28.03%,但其延性比普通联肢剪力墙提高至少2.94倍,能更好的满足大震下的位移需求;SC-CSW2的累积耗能比SC-CSW1降低15.83%,但其承载力提高,且最大残余位移比仅为0.09%,基本消除了残余变形,能满足结构功能可恢复的需求。

双阶屈服钢连梁联肢剪力墙体系的小震消能减震设计方法

提出了一种应用于联肢剪力墙体系的新型钢连梁,称之为双阶屈服消能钢连梁,并且在此基础上提出了基于小震消能的双阶屈服钢连梁联肢剪力墙体系的抗震设计方法。该新型钢连梁由两部分并联而成,分别是发生剪切屈服的核心板梁和发生弯曲屈服的外套箱形梁。在小震作用下,剪切屈服板梁进入塑性,发挥消能减震作用,弯曲屈服梁保持弹性从而保证结构的整体刚度。在中震及大震作用下,剪切屈服梁和弯曲屈服梁同时进入塑性,发挥更大的消能作用,使主体结构免遭过大的地震损伤。在合理考虑第1阶屈服力和第2刚度与第1刚度比的基础上,提出了针对双阶屈服钢连梁联肢剪力墙体系的小震消能减震设计方法.根据该方法设计了一个20层的双阶屈服消能钢连梁联肢墙结构,最后通过弹塑性时程分析验证了该方法的合理性。

混合暗支撑联肢剪力墙非线性有限元数值模拟

混合暗支撑联肢剪力墙是一种新型延性双肢剪力墙,其在地震作用下受力机理复杂,故准确模拟其非线性受力过程是结构抗震分析的重要课题。本文利用先进的数值模拟技术,在已有试验研究的基础上,对混合暗支撑联肢剪力墙进行合理建模,并系统分析了轴压比、配筋率、高宽比和连梁刚度等对混合暗支撑联肢剪力墙承载力和变形性能的影响规律。分析结果表明,数值模拟结果和试验结果吻合较好;轴压比、配筋率对混合暗支撑联肢剪力墙的弹性和弹塑性性能影响显著;连梁刚度主要影响混合暗支撑联肢剪力墙开裂后的性能;而高宽比既影响混合暗支撑联肢剪力墙的承载力和变形性能,又决定着混合暗支撑联肢剪力墙的破坏形式。研究结果对混合暗支撑联肢剪力墙的地震弹塑性计算具有一定的参考价值。

浆锚搭接连接装配式联肢剪力墙抗震性能试验研究

浆锚搭接连接装配式联肢剪力墙的上、下层预制剪力墙通过钢筋浆锚搭接连接,预制剪力墙与叠合连梁通过剪力墙预留凹口现浇混凝土及叠合层混凝土连接成整体。为掌握装配式联肢剪力墙的真实抗震性能,制作了1个装配式试件和1个现浇对比试件,并对其进行了低周反复水平荷载试验。通过对比试件的破坏形态、滞回曲线与骨架曲线、强度与刚度、位移延性及耗能能力等,对装配式试件的抗震性能进行评价。试验及分析结果表明,装配式试件发生与现浇试件相同的墙肢弯剪破坏与连梁剪切破坏,新、老混凝土界面未影响裂缝开展及试件整体性;与现浇试件相比,装配式试件的强度与刚度提高,位移延性有所降低,耗能能力提高;浆锚搭接连接装配式联肢剪力墙抗震性能总体上可达到“等同现浇”,可应用于实际工程。

钢骨联肢剪力墙抗震性能试验研究

为进一步研究钢骨混凝土剪力墙在不同轴压比下的各项抗震性能,明确其受力机能、破坏状 态、耗能机理,为工程设计人员提供合理有效的设计参数,为将来进一步的研究提供基础,本研究以三个 联肢钢骨剪力墙试件的伪静力抗震试验为基础,从强度、变形和能量等三个方面判别和鉴定各试件的抗 震性能。同时利用多种方法计算试件的承载力,计算结果表明,利用现有规范计算钢骨剪力墙抗剪承载 力是精确可靠的。

带PC填充墙的装配式联肢剪力墙抗震性能试验研究

为研究带预制混凝土(PC)填充墙的装配式联肢剪力墙结构抗震性能,完成1个无填充墙试件和2个带PC填充墙试件的拟静力试验,考察试件在不同连接方式下的开裂与破坏形态、滞回曲线、承载力、刚度、延性和耗能等性能。结果表明:无填充墙试件和柔性连接试件的滞回曲线饱满,表现出良好的耗能能力;刚性连接试件的滞回曲线捏缩现象较为明显,耗能能力较差;PC填充墙的存在可提高结构的承载力、刚度,但降低了结构的延性性能。采用推荐的刚性连接时,建议周期折减系数取0.8~1;而采用柔性连接时,可参考砌块填充墙周期折减系数取0.9~1。在实际工程中,建议根据PC填充墙的位置和数量,采用合理的周期折减系数。

联肢剪力墙墙肢附加轴力计算方法及其影响分析

为解决目前计算墙肢附加轴力需要复杂的数值模拟或繁琐的解析求解的问题,并量化附加轴力对联肢墙承载力的影响,选取合适的坐标系,基于连续连杆法建立了以附加轴力为未知函数的微分方程,推导了三种不同形式水平荷载作用下新的墙肢附加轴力解析公式,给出附加轴力简便实用的计算方法,并与现有方法和数值模拟计算结果进行对比;利用本文方法分析了影响附加轴力大小的主要因素;采用联肢墙受弯和受剪强度指标,分析了附加轴力对联肢墙承载力的影响。研究结果表明:利用本文方法只要已知联肢墙几何尺寸和水平荷载形式,即可快速准确地得到联肢墙墙肢的附加轴力,与现有方法相比,本文方法更加简便;同一个联肢墙在不同形式水平荷载作用下,其附加轴力的大小受总倾覆力矩的影响比基底剪力更明显;附加轴力虽然会降低联肢墙受剪承载力和两片墙肢总受弯承载力,但随着附加轴力的增加,联肢墙整体受弯承载力近似呈线性增加。

考虑预制混凝土复合填充墙的联肢剪力墙结构受力性能分析

为了研究带有预制混凝土(PC)填充墙的联肢剪力墙结构受力性能,对带有PC填充墙的联肢剪力墙在水平荷载作用下的受力性能进行了数值模拟分析,考察了结构在不同连接方式和轴压比条件下的破坏形态、承载能力、刚度和延性等性能。结果表明:PC填充墙可提高联肢剪力墙结构的承载力和抗侧刚度;当轴压比为0.3时,刚性连接下结构的承载力和刚度比无填充墙时分别增大43.1%、125.47%,柔性连接下结构的承载力和刚度比无填充墙时分别增大13.69%、88.69%,但刚性连接下的延性比无填充墙和柔性连接下的分别减少17.57%,40.73%;随着轴压比的增大,结构承载力增大,刚度提高,但延性性能降低;PC填充墙使得联肢剪力墙结构的破坏程度降低,在地震作用下,可有效的保护主体结构。

轴压比对带PC填充墙的装配式联肢剪力墙受力性能影响分析

在试验研究的基础上,对带预制混凝土(PC)填充墙的装配式联肢剪力墙进行数值模拟分析,系统研究不同连接方式、轴压比下结构的破坏形态、承载力、刚度、延性等性能。结果表明:PC填充墙的存在可提高结构的承载力、抗侧刚度,刚性连接时结构的周期折减系数建议取0.8~1。随着轴压比的增大,试件的屈服荷载和峰值荷载增大;轴压比小于0.3时,结构的抗侧刚度随轴压比的增大而增大,当轴压比大于0.3时,随轴压比增大,刚性连接下的刚度减小,而柔性连接试件刚度基本不变;结构的延性随轴压比的增大而减小,刚性连接试件的延性系数降低速率高于柔性连接试件,建议刚性连接下,轴压比大于0.3时加强剪力墙边缘构件配筋。

钢板混凝土联肢剪力墙抗震性能试验研究

以轴压比和钢连梁弯剪比为主要参数,设计并制作了3个1/4缩尺的钢板混凝土联肢剪力墙子结构,对试件施加恒定轴压力和水平往复加载。观察了各试件破坏特征,对比了顶层水平荷载-侧移曲线和骨架曲线以及延性系数和等效黏滞阻尼系数等抗震性能指标。结果表明:高轴压比会使整个试件的延性变差;弯剪比越大试件耗能能力越好,弯剪比越小试件刚度退化越明显。钢连梁先于墙肢底部屈服并持续剪切耗能,有效保护了墙肢底部。

直接基于位移的后张无粘结预应力装配式联肢剪力墙抗震设计

介绍了PRESSS(PREcast Seismic Structral Systems)研究计划中不同于传统的现浇混凝土湿性连接的干性连接方式,并利用其中的后张无阻尼方式提出了一种新型后张无粘结预应力装配式联肢剪力墙。新型剪力墙中因采用了干性连接,具备了自恢复能力,使最终的残余变形很小。介绍了多自由度非线性系统直接基于位移的抗震设计方法(DDB)的分析流程,并提出基于DDB法的后张无粘结预应力装配式联肢剪力墙抗震设计方法。

联肢剪力墙在地震作用下的非线性分析

联肢剪力墙在地震作用下的非线性分析具有重要的研究意义。本文在改进多垂直杆剪力墙模型基础上,以带刚域的局部纤维模型模拟连梁,两模型结合可很好的模拟联肢剪力墙。在此基础上,推导了所建模型的刚度矩阵并进行计算,与实验结果的对比证明该模型具有较好的计算精度。但连梁模型有待进一步改进,以模拟短梁的剪切影响。