双肢剪力墙耗能连梁刚度对整体抗侧刚度的影响及分析

文章基于结构力学理论推导并经拟合得到形式简洁的双肢剪力墙顶点位移通用公式,定义了耗能连梁在剪切作用下弯曲刚度、剪切刚度、整体刚度影响系数及双肢剪力墙结构抗侧刚度影响系数,且重点分析连梁刚度的削弱程度对结构整体抗侧刚度的影响。研究结果表明剪力墙结构抗侧刚度影响系数与剪力墙整体系数α、轴向变形影响系数T及连梁刚度影响系数γk有关,且与连梁刚度影响系数的关系受侧向荷载分布形式的影响很小;对常见双肢剪力墙结构,当其刚度削弱程度小于20%时,连梁刚度最多可允许降低40%。该分析为连梁截断式剪切型阻尼器设计参数的确定提供了依据。

双肢剪力墙连梁截断式剪切型金属阻尼器抗震设计与分析

联肢剪力墙结构中连梁因跨高比偏小且受力复杂,在地震中常遭遇不同程度的损伤,为降低其损伤程度且便于震后快速修复,本文提出一种新型的连梁截断式剪切型金属阻尼器及具体的设计要求,应用工程力学理论推导阻尼器双线性模型的参数设计方法,然后程序化设计流程以便于工程应用,最后采用壳单元和纤维模型分别建模分析多层双肢剪力墙拟静力试验,对比安装阻尼器前后结构初始刚度、失效模式及耗能性能的变化。研究结果表明,本文提出的阻尼器及其设计方法可靠合理,在安装阻尼器后结构抗震性能得到明显提高;当结构抗侧刚度与极限承载力削弱在10%以内时,其延性增强程度及破坏模式改善的效果显著;针对连梁先于墙肢屈服的结构,阻尼器耗能占结构总耗能的比例与附加阻尼比均有较大提高,达到了预期的设计目标。

可更换钢连梁抗震性能试验研究

通过拟静力试验,研究由跨中部消能梁段和两端非消能梁段组成的可更换钢连梁的抗震性能和震后可更换能力。试验共包括4个连梁试件,采用4种不同的消能梁段与非消能梁段连接方式,分别为端板-抗剪键连接、拼接板连接、腹板-螺栓连接、腹板-结构胶连接。试验结果表明:采用端板-抗剪键连接时,连梁的塑性变形和损伤集中在消能梁段,连梁的极限塑性转角可达0.06 rad,具有稳定的滞回耗能能力;采用拼接板连接或腹板-螺栓连接时,消能梁段剪切屈服,连接处摩擦型高强螺栓有不同程度的滑移,连梁的极限塑性转角也可达0.06 rad;采用腹板-结构胶连接时,连接处结构胶开裂导致连梁脆性破坏。在连梁转角为0.02 rad加载后对消能梁段进行更换,采用端板-抗剪键连接的试件更换时间最短,而腹板-螺栓连接的试件能在更大的残余转角时更换。此外,消能梁段在较大塑性剪切变形时伴有轴向变形,导致连梁试件承受较大轴力,连梁的轴力影响需要进一步研究。

可更换钢连梁抗震设计方法

可更换钢连梁由跨中的消能梁段和两端的非消能梁段组成,梁段之间采用可拆卸的连接方式。相比传统钢筋混凝土(RC)连梁,可更换钢连梁塑性变形能力大、耗能能力强,且震后可快速修复,能提升高层建筑的抗震韧性。在总结已有研究的基础上,系统介绍了可更换钢连梁的抗震设计方法和构造措施,可为工程设计提供参考。具体包括:消能梁段和非消能梁段部件设计,消能梁段-非消能梁段连接设计,可更换钢连梁上部的RC楼板设计,可更换钢连梁-RC墙肢节点设计,可更换钢连梁的非线性分析模型和性能状态判别准则。最后,介绍了一栋高烈度区高层建筑应用可更换钢连梁的实例。

耗能连梁联肢剪力墙弹塑性数值模拟方法

连梁联肢剪力墙在历次地震中屡遭破坏,使震后不可修复或修复成本过高,因此在其跨中附着或替换耗能阻尼器逐渐成为国内外研究的热点。考虑到结构的特殊性,对该类剪力墙的弹塑性分析仍未有较合适的模拟方法。针对耗能连梁联肢剪力墙弹塑性分析的目的和需求,提出一种基于SAP2000多线性塑性连接单元与非线性分层壳单元的数值模拟方法,该方法能够充分考虑阻尼器细部构造,同时保证计算效率和计算准确性。阐释了该方法的思路,提出了多线性塑性连接单元参数的确定方法及分层壳单元的设置建议,给出了静力弹塑性分析算例。计算结果与实体模型结果吻合良好,验证了该方法的适用性。

钢板混凝土联肢剪力墙子结构抗震性能试验研究

考虑不同的内置钢板连接构造和墙体与暗柱配钢率比值,选取1/3缩尺比例,对3个钢板混凝土联肢剪力墙子结构进行拟静力试验,得到了各试件的力-位移曲线,并从试件的延性、耗能能力、刚度退化曲线、顶层层间位移角和钢连梁剪切变形等方面评估其抗震性能。试验结果表明:内置钢板采用端板螺栓进行拼接与钢板焊接的连接方式相比,抗震性能并不弱于钢板焊接整体式试件;提高墙体与暗柱配钢率比值后,前期性能稍弱,但钢板后期充分发挥作用使其性能有所提升。利用ABAQUS有限元软件建立了3个试件所对应的模型,模型各部件选用合理的单元类型,考虑高效的网格划分方法与精确的边界条件,对试验进行了模拟分析,分析结果与试验结果吻合良好。