底部开水平缝预应力自复位剪力墙试验研究及数值模拟

底部开水平缝预应力自复位剪力墙在墙体与基础连接处的两端对称设置水平缝,中间部分保持正常连接,同时在墙体内设置无黏结预应力钢绞线提供自复位能力。本文通过低周反复荷载下底部开水平缝预应力自复位剪力墙的试验,研究了试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线和耗能能力等力学特征,将底部开水平缝预应力自复位剪力墙与普通剪力墙和传统摇摆墙进行对比,并对其进行数值模拟。研究结果表明,底部开缝预应力剪力墙有较好的自复位能力,且承载力与普通剪力墙相当;相对于传统摇摆墙,耗能能力较好。这种剪力墙能有效减小墙体本身裂缝的发展,一定程度上保护墙体不受破坏。其数值模拟结果能较好吻合试验结果。

底部开水平缝摇摆剪力墙抗震性能分析

底部开水平缝摇摆剪力墙结构定义为:在剪力墙与基础连接处的两端设置水平缝,中间部分仍保持正常连接,同时在墙体两端对称设置无黏结后张拉预应力钢绞线保证剪力墙体的自复位能力。本文利用ABAQUS软件建立了底部开水平缝摇摆剪力墙的有限元模型并进行推覆分析和滞回性能分析。分析结果表明:底部开水平缝剪力墙与普通剪力墙相比,初期承载力有所降低,但可以经历较大位移,延性明显提高且残余变形较小。

底部开水平缝预应力自复位剪力墙试验设计及结果分析

底部开水平缝预应力自复位剪力墙在墙体与基础连接处的两端对称设置水平缝,中间部分保持正常连接,同时在墙体内设置无黏结预应力钢绞线提供自复位能力。水平缝减少了墙体角部混凝土中拉应力的产生,并引导墙体裂缝仅在连接处开展;中部正常连接部分通过钢筋与混凝土的共同作用提供一定的抗滑移能力,并通过其中钢筋的屈服耗能;无黏结预应力钢绞线通过在弹性范围内变形为剪力墙提供自复位能力。本文介绍了低周反复荷载下底部开水平缝预应力自复位剪力墙的试验设计、试件制作和试验结果。结果表明,底部开水平缝预应力自复位剪力墙试件有较好的自复位能力,且承载力与普通剪力墙相当;相对于传统摇摆墙,耗能能力较好。

考虑柱脚纵筋滑移的平面框架拟静力试验数值模拟

目前对于钢筋混凝土框架的数值模拟大多没有考虑柱子底部纵筋的滑移。基于OpenSEES平台对一榀三层三跨的带有翼缘板的混凝土框架多点位移控制的低周反复加载试验进行模拟。通过在柱纤维单元下串联一个零长度截面单元来模拟底层柱脚的应变渗透现象,用bond-slip材料定义柱底纵筋的粘结滑移关系。数值模拟结果表明:考虑柱底纵筋滑移模型较不考虑柱底纵筋滑移模型与实验结果吻合更好,但是后期模拟值略小于实验值。因此,柱底纵筋应力滑移模型仍需进一步试验研究和验证。

自复位预应力剪力墙抗震性能实体和平面单元有限元分析

自复位剪力墙结构是墙体底部与基础间无竖向钢筋贯通,而采用无黏结预应力筋将墙体与基础相连接的结构形式,也是可恢复建筑功能结构体系中的重要组成部分。剪力墙在承受侧向荷载时墙体底端角部抬升,并依靠重力荷载和无黏结预应力筋提供恢复力。采用ABAQUS软件对一个自复位剪力墙的伪静力试验进行实体单元、平面应力单元及薄壳单元的有限元模拟并与试验结果对比,同时对三种单元的计算效率和精度进行对比。结果表明:有限元模拟方法能较好地反映自复位预应力剪力墙的滞回性能、无黏结预应力筋的应力和混凝土的应变等各项指标。验证了在动力显式分析中采用壳单元进行结构模拟的可行性和合理性。

底部开水平缝预应力自复位剪力墙有限元模拟

底部开水平缝预应力自复位剪力墙在墙体与基础连接处的两端设置水平缝,剪力墙和基础界面中间部位保持正常连接,在墙体内竖向设置无粘结预应力钢绞线提供自复位能力。通过有限元分析软件ABAQUS对低周反复加载试验中的底部开缝剪力墙进行数值模拟,介绍了建模方法及过程,将数值模拟的单调加载和往复加载结果与试验结果进行对比分析,包括骨架曲线、滞回曲线、耗能能力、预应力筋中应力变化、剪力墙底部抬升量、剪力墙混凝土应变和钢筋应力等参数。结果表明,采用的模拟方法能够在各项对比中较好吻合试验结果,证明了数值模拟的合理性和有效性,为工程应用中此类构件的精细化模拟分析提供了参考。