FREE VIBRATION ANALYSIS OF SHEAR WALLS WITH SHORT PIERS

The equations of the lateral deflection curve of the short pier shear wall under a lateral concentrated load at any level are derived by employing a continuous approach. Lateral flexibility matrixes for the dynamic analysis are also obtained by repeatedly calculating the lateral unit load on the wall at each level where a lumped mass located. Dynamic analyses are implemented for short pier shear walls with different parameters, called the integrative coefficient and the pier strength coefficient related to the dimensions of walls. The influences of two coefficients on the dynamic performances of the structure are studied. Results indicate that with the increase of the integrative coefficient, the periods of top two modes apparently decrease but the other periods of higher frequency modes show little variation when the pier strength coefficient remains constant. Similarly, if the integrative coefficient is constant, the top two periods of the free vibration decrease with the increase of the integrative coefficient but the other periods of higher frequency modes show less variation.

短肢剪力墙的设计与研究

针对高层建筑混凝土结构技术规程 (征求意见稿 ) ,作者提出了短肢剪力墙宜设计成联肢墙的观点 ,给出了对称的双肢短肢剪力墙的判别式、墙肢截面高度的限值以及算例 。

短肢剪力墙的设计与研究(二)

通过弹性有限单元分析 ,给出了 8,1 0 ,1 2层整体系数α=4～ 1 0的短肢剪力墙的判别系数 ζ。导出了墙肢截面为T形、L形 ,对称的双肢短肢剪力墙最小肢高厚比公式 。

短肢剪力墙洞口宽度限值的研究及短肢剪力墙结构的定义

通过对对称双肢短肢剪力墙洞口宽度的研究,得出了短肢剪力墙洞口宽度发生变化而呈现不同的结构特性时洞口宽度的限值,给出了短肢剪力墙结构的定义,并给出了短肢剪力墙结构分类的差别条件。

钢筋混凝土带暗支撑一字形截面短肢剪力墙抗震性能试验研究

对6个1 2缩尺的一字形截面短肢剪力墙构件进行了低周反复荷载下的抗震性能试验研究,墙肢截面高厚比分别为5.0、6.5、8.0,按普通与墙板中加设暗支撑两种情况进行设计。研究了带暗支撑一字形截面短肢剪力墙的承载力、刚度、延性、耗能、滞回特性等,并提出了抗震设计建议。

带暗支撑双肢短肢剪力墙抗震性能试验研究

钢筋混凝土短肢剪力墙结构是一种新型的中高层住宅结构体系,已有较多的工程应用,但是短肢剪力墙的抗震性能较差,如何提高短肢剪力墙的抗震性能是目前工程界十分关注的问题。本文提出了带暗支撑短肢剪力墙,并以典型的双肢短肢剪力墙为例,选择了4个1/3缩尺的双肢短肢剪力墙试验模型,2个为普通双肢短肢剪力墙模型,2个为带暗支撑双肢剪力墙模型,进行了对比性的抗震性能试验研究,较系统地分析了带暗支撑双肢短肢剪力墙的承载力、刚度、延性、耗能能力及破坏特征,建立了承载力计算模型,计算结果与实测结果符合较好。试验表明,带暗支撑双肢短肢剪力墙的抗震能力比普通双肢短肢剪力墙显著提高。

短肢剪力墙的设计与研究(三)

研究了短肢剪力墙宏观的力学性能 ,主要包括 :通过对判别式物理意义的研究 ,指出短肢剪力墙是一种强肢弱梁型的剪力墙 ;在理论研究、有限元分析和大量计算的基础上 ,得出了水平荷载下短肢剪力墙的整体侧移曲线属于弯剪型的结论 ;

带暗支撑短肢剪力墙及核心筒抗震研究与应用

提出了钢筋混凝土带暗支撑异形截面短肢剪力墙,提出了带暗支撑核心筒。对不同设计参数、不同受力特点的钢筋混凝土带暗支撑异形截面(一字形、T形、L形、Z形)短肢剪力墙及带暗支撑核心筒模型进行了低周反复荷载下的抗震性能试验研究,较系统地分析了其承载力、刚度、延性、滞回特性及耗能能力。在试验研究的基础上,建立了带暗支撑异形截面短肢剪力墙及核心筒的力学模型,提供了抗震设计方法,在实际工程应用中取得了良好的效果。

L形截面短肢剪力墙抗震性能的模型试验研究

为了研究L形截面短肢剪力墙的抗震性能,对6个1/2缩尺比例的L形截面短肢剪力墙试件进行了低周反复荷载作用下的试验研究,分析了轴压比、截面高厚比、剪跨比等参数变化时,对试件的承载力、延性、滞回特性、耗能能力及破坏特性等抗震性能的影响。结果表明:L形截面短肢剪力墙试件扭转变形较小,试件以弯剪破坏为主,腹板底部为试件最薄弱部位,剪跨比小,轴压比大的试件腹板中心剪切破坏现象明显;试件随着截面高厚比、轴压比的提高,极限承载力增加,试件耗能能力变差、延性下降明显;L形截面短肢剪力墙试件在截面高厚比适中,为6.5∶1时,经济、抗震性能也较好。

钢筋混凝土带暗支撑Z形截面短肢剪力墙抗震性能试验研究

对6个1/2缩尺的Z形截面短肢剪力墙构件进行了低周反复荷载下的抗震性能试验研究,墙肢截面高厚比分别为5、6.5、8,按普通与墙板中加设暗支撑两种情况进行设计。研究了带暗支撑Z形截面短肢剪力墙的承载力、刚度、延性、耗能、滞回特性等,并提出了抗震设计建议。

组合连梁与墙肢节点恢复力模型试验研究

为了建立平面内钢-混凝土组合梁与混凝土墙肢节点的恢复力模型,进行2个足尺平面内钢-混凝土组合连梁与混凝土墙肢节点的低周反复荷载试验,研究节点的破坏机理,得到节点的低周反复荷载作用下的滞回曲线。利用统计分析软件SPSS,采用对平面内钢-混凝土组合梁与混凝土墙肢节点滞回曲线的回归分析,考虑强度和刚度退化规律,建立平面内钢-混凝土组合梁与混凝土墙肢节点的恢复力模型。实验结果表明:平面内钢-混凝土组合梁与混凝土墙肢节点的低周反复荷载试验滞回曲线呈弓形,骨架曲线呈倒"Z"形,平面内钢-混凝土组合梁与混凝土墙肢节点有较好的延性和较强的耗能能力。

关于剪力墙结构设计的几个问题

针对住宅建筑剪力墙结构的抗震设计,探讨了剪力墙结构的平面布置、墙肢截面厚度、剪力墙约束边缘构件和连梁的设计等。

地震作用下短肢剪力墙结构的破坏形态研究

分析了短肢剪力墙结构的破坏机理及耗能方式,并与试验结果进行了对比,得出了短肢剪力墙结构具有破坏方式比较合理,抗震能力较好的结论。

带暗支撑T形截面短肢剪力墙抗震性能试验研究

通过6个1∶2缩尺的T形截面带暗支撑短肢剪力墙模型的低周反复荷载试验研究,分析比较了带暗支撑T形截面短肢剪力墙和普通T形截面短肢剪力墙的承载力、刚度及其衰减过程、延性、耗能、滞回特性及破坏特征。试验表明,加设钢筋混凝土暗支撑可显著提高T形截面短肢剪力墙的抗震性能。

短肢剪力墙结构体系的动力特性分析

应用三维有限元模型,通过对一幢12层短肢剪力墙结构的动力分析,研究并比较了短肢剪力墙结构体系与普通剪力墙结构体系的动力特性。结果表明,与普通剪力墙结构体系相比,短肢剪力墙结构体系抗侧刚度较小,基本周期较长,加速度反应和层间剪力都比较小,这对结构抗震是有利的。此外,本文还将短肢剪力墙在水平载荷作用下的侧移曲线反弯点的相对高度作为此类结构整体性和墙肢相对强弱的综合评价指标,设计中应使反弯点的相对高度不小于0.4。

带耗能腋撑竖向不规则短肢剪力墙结构减震性能分析

在不影响建筑使用空间前提下,提出在抗侧构件不连续处设置耗能腋撑以改善竖向不规则结构抗震性能。以底部大空间短肢剪力墙结构为研究对象,利用大型通用有限元程序ETABS研究耗能器类型与场地土对耗能腋撑工作性能和竖向不规则结构受力性能的影响。研究表明,黏滞型耗能腋撑对文中分析模型各楼层地震反应有较好的控制效果,对转换层处层间位移角与层剪力最大值减幅最大,分别为40.14%和15.66%,对顶层加速度与基底剪力峰值的最大减幅分别为16.06%和23.57%,黏滞型耗能腋撑最大能耗散输入结构能量的42%,而黏弹型耗能腋撑对结构的控制效果不理想;当地震震级较大、震中距较小时,耗能腋撑对坚硬与软弱场地土的模型结构控制作用相差不大,减震位移比在转换层处达到最小值0.76;随着震级减小或震中距增大,耗能腋撑对该模型结构的控制作用随场地土变硬而逐渐增强,其减震位移比介于0.68～0.74之间。

钢筋混凝土短肢剪力墙恢复力模型研究

恢复力模型是根据大量从试验中获得的恢复力与变形的关系曲线经适当抽象和简化而得到的实用数学模型,对钢筋混凝土结构抗震性能和计算机模拟有十分重要的意义。本文基于理论公式及短肢剪力墙低周反复试验数据,建立了往复荷载作用下构件的四折线型恢复力模型,并给出了滞回模型,恢复力模型与试验结果较为吻合。此外,针对恢复力模型中的折点刚度突变问题,推导出利用拟静力法求解结构动力反应时折线型恢复力模型中的加载点和卸载点这两类折点的计算公式。计算中避免迭代,结果较准确且便于计算机编程及实际应用。

短肢剪力墙结构动力特性分析的半解析法

在进行短肢剪力墙结构的横向振动分析时,将其简化为质量集中在楼层标高处的串联质点系,采用半解析法导出了任意肢数短肢剪力墙结构的侧移刚度矩阵。这种方法在推导短肢剪力墙侧移刚度矩阵时,考虑了所有楼层之间的相互影响,因而得到的结果比传统的剪切型模型更能反映结构的实际状况。通过对一榀双肢对称短肢剪力墙的分析表明,本文方法所得出的结果与有限元法的结果能较好地吻合。

预应力加强型钢混凝土短肢剪力墙的抗震性能

为了研究预应力对型钢混凝土短肢剪力墙抗震性能的影响,制作了2个1/2比例的型钢混凝土(SRC)短肢剪力墙试件,并对其开展了低周反复加载试验。试验研究表明,预应力型钢混凝土短肢剪力墙的破坏形态为延性较好的弯剪破坏,横向预应力的施加明显提高了墙体的耗能能力;与普通型钢混凝土短肢剪力墙相比,预应力型钢混凝土短肢剪力墙试件的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载分别至少提高了15.4%、4.6%和24.5%,延性系数则提高了25.0%。对比可知,对型钢混凝土短肢剪力墙施加横向预应力是改善其抗震性能的一种有效途径。

RC短肢剪力墙地震损伤特征与模型研究

地震损伤模型能够定量表征墙体破坏的全过程,也是研究墙体刚度退化及延性衰变的科学依据。基于既有地震损伤模型,依据短肢剪力墙1∶2比例模型低周反复试验结果,深入分析墙体加载至破坏各阶段的破坏现象及受力性能,给出短肢剪力墙基于延性及刚度、双参数地震损伤曲线,分析了损伤指数的增长规律。依据短肢剪力墙试验破坏的规律,引入基于刚度与能量的双参数地震损伤模型,并给出模型参数。结果表明,该模型能够定量描述短肢剪力墙损伤破坏的全过程,明确低周反复荷载作用下短肢剪力墙构件各阶段累积损伤的发展规律,揭示其地震损伤本质,为进一步明确其抗震性能及其损伤评估奠定基础。