人字形无黏结内藏钢板支撑剪力墙拟静力试验研究

通过对6个人字形无黏结内藏钢板支撑剪力墙试件的拟静力试验研究,对无黏结材料及支撑与墙板的间隙、墙板内钢筋配置、墙板端部加强构造以及钢板支撑周围有效宽度范围内采用普通混凝土,其余部分采用轻骨料混凝土的有效宽度墙板等因素对试件滞回性能的影响进行考察。试验结果表明,无黏结材料的均匀包裹、支撑与墙板间留有较小的间隙以及沿支撑轴向加密纵横向钢筋和拉结筋等构造措施,可以显著提高墙板局部抗弯和抗冲切承载力,改善试件的延性和耗能能力。支撑受压失稳时呈多波微幅弯曲变形状态,随压力增大,失稳半波数增多,支撑对墙板的局部冲切作用随之增大,使墙板局部弯曲或冲切破坏。直至破坏前,试件滞回曲线饱满稳定,骨架曲线基本呈现两折线的形式。试验还表明,当其他构造相同时,采用有效宽度墙板的试件和整个墙板均由普通混凝土制成的试件的滞回性能几乎相同,但前者自重轻,有利于墙板的安装和结构抗震。

单斜无黏结内藏钢板支撑剪力墙滞回性能的试验研究

通过6个单斜无黏结内藏钢板支撑剪力墙试件的拟静力试验,研究无黏结材料及支撑与墙板间的间隙、墙板内的加强构造措施与钢筋布置、墙板的厚度和混凝土强度等因素对试件滞回性能的影响。试验表明,在破坏前,所有试件均无强度和刚度退化现象,其骨架曲线呈双折线形式,试件破坏时的侧移角分别达1/87～1/29。当墙板与钢板间的间隙较小且均匀、墙板内钢筋布置合理时,试件的耗能能力和延性较好;墙板在局部间隙较大的部位易较早被支撑冲切或弯曲破坏。试验后钢板支撑均保留残余的多波弯曲变形,说明支撑并非不失稳,而是以多波失稳的形式来提高其稳定的承载力,直至达到屈服承载力为止。

无黏结内藏钢板支撑剪力墙滞回性能的数值模拟

结合无黏结内藏钢板支撑剪力墙的拟静力试验研究,应用ABAQUS程序对其工作机理和滞回性能进行数值模拟分析,并考察支撑与墙板孔壁间的间隙和摩擦力对其受力性能的影响。试验和有限元分析结果均表明,间隙小而均匀且钢筋布置较合理的试件具有很好的延性,支撑墙板滞回曲线饱满稳定。随支撑轴向压力的增大,内藏钢板支撑的微幅弯曲失稳波数也随之渐增。随间隙的增加支撑对墙板的冲剪作用增大。摩擦力使支撑压力沿其轴向分布不均匀,在支撑轴力大的位置其弯曲失稳半波长较短。随摩擦力增大支撑屈服后的切线刚度增大,且在一定间隙范围内,摩擦力使间隙较大的试件的受压屈服后刚度大于小间隙的试件。分析还表明,当支撑与墙板间的间隙尺寸满足本文的建议公式时,可大幅减小支撑对墙板的局部冲剪作用,进一步提高支撑墙板的延性。

无粘结内藏钢板支撑剪力墙滞回性能分析

结合单斜无粘结内藏钢板支撑剪力墙的试验研究,对其滞回性能进行了有限元分析.考察了钢板支撑不同初始缺陷和墙板端部有无加强构造等因素对支撑墙板受力性能的影响.试验和分析结果均表明,墙板端部有角钢加强的试件,钢板支撑受压屈服后,在水平侧移角达1/50时墙板没有破坏,支撑墙板滞回曲线饱满稳定;端部没有加强的试件,在支撑受压屈服后,墙板端部局部开裂严重.分析还表明,内藏的钢板支撑在受压后只发生多波微幅弯曲失稳.随着沿墙板厚度方向墙板孔壁与支撑间间隙的增大,支撑的失稳波幅也增大,从而降低支撑墙板的初始刚度和受压承载力,增大支撑对墙板的局部冲剪力和墙板平面外的弯曲变形.当墙板的侧向约束足够时,墙板支撑受压和受拉时的性能较一致且无承载力和刚度退化,可以在结构分析中应用杆元对其进行模拟.

钢框架-无黏结内藏钢板支撑剪力墙双重体系抗震性能分析

通过对钢框架-无黏结内藏钢板支撑剪力墙(支撑墙板)双重抗侧力体系抗震设计的探讨和抗震性能分析,考察钢框架部分抗侧承载力的调整对结构抗震性能的影响。时程分析表明:总体上,随框架的调整加强,结构层间侧移及构件的塑性发展程度减小,人字形支撑承受的楼层重力减小,有益于支撑墙板的受力,拉、压支撑的滞回曲线关于原点较对称,但结构用钢量和楼层剪力增大。推覆分析表明:结构最大层间侧移角达1/50时,调整加强的框架塑性发展减幅不明显。综合分析结果,建议双重体系设计中框架的调整加强,宜按照删除支撑后的框架能独立承担结构底部总剪力的25%来进行。

钢框架-内藏钢板支撑剪力墙结构抗震性能分析

钢框架-内藏钢板支撑剪力墙结构体系是一种具有良好抗震性能的新型抗侧力结构体系。本文结合工程实例,应用有限元软件SAP2000对结构自身动力特性进行研究。通过反应谱法和弹性时程法分析,研究场地类型、阻尼比、地震动等多种因素对该结构在多遇地震作用下抗震性能的影响,为实际工程设计提供指导。

内藏钢板支撑剪力墙屈服前刚度的有限元分析

介绍了内藏钢板支撑剪力墙这种新型抗侧力支撑体系的特点及性能,通过对其屈服前刚度的有限元分析,并结合试验资料对比分析,对《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ 99-98)附录中内藏钢板支撑剪力墙构件屈服前刚度计算公式进行了验证,通过回归分析,提出了内藏钢板支撑剪力墙构件屈服前刚度的修正计算公式,可为进一步的研究和规程修订提供参考。

内藏钢板支撑剪力墙受力性能的有限元分析

为了研究内藏钢板支撑剪力墙的性能特点,通过对其弹性阶段受力性能的有限元分析,指出该构件通过外包混凝土对内藏钢板支撑的约束作用,可以大大提高其稳定性及刚度,是一种有很大发展潜力的抗侧力体系.

无粘结内藏钢板支撑剪力墙的墙板约束宽度分析

为了研究单斜无粘结内藏钢板支撑剪力墙中,墙板为限制支撑整体失稳所需的约束宽度,通过有限元分析,考察了构造参数的变化对墙板约束宽度的影响。这些参数包括混凝土墙板厚度,钢板支撑的长度、宽度、厚度及钢材屈服应力。结果表明,对于特定的支撑墙板,在墙板整体受弯开裂前,墙板约束宽度基本不变。同时,当其它构造参数相同时,仅变化支撑钢板的宽度、厚度及钢材屈服应力中的某一参数,墙板的约束宽度基本不变。约束宽度与支撑长度基本成正比,随墙板厚度的增大约束宽度逐渐减小;墙板整体受弯开裂后,随着支撑轴向压力的增加,墙板的约束宽度逐渐增大。

内藏钢板支撑剪力墙有效宽度系数的影响因素分析

介绍了内藏钢板支撑剪力墙这种新型抗侧力支撑体系的特点及性能,通过对其屈服前刚度的有限元分析,推导出内藏钢板支撑剪力墙有效宽度系数的影响因素,并提出了内藏钢板支撑剪力墙的相关构造措施,可为进一步的研究和《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ 99-98)的修订提供参考.

内藏钢板支撑剪力墙屈曲分析研究

内藏钢板支撑剪力墙是一种良好的新型抗侧力构件,采用有限元软件SAP2000对其进行有限元分析,考虑外包混凝土、钢板宽厚比、节点约束条件等多种因素对构件性能的影响,得出关于内藏钢板支撑剪力墙的屈曲性能、刚度和工作稳定性等相关结论,为以后的设计提供指导。

新型低剪力墙非线性有限元分析与试验研究

针对传统低剪力墙延性的不足,提出了一种改进方案.为了准确把握新型配筋方案的优势,共完成了两片低剪力墙的低周反复加载试验,考察了它们在往复荷载作用下的极限承载力性能、滞回特性、延性以及破坏特征等.以试验研究为基础,采用ABAQUS有限元分析软件,对比分析了4种不同配筋形式低剪力墙的非线性性能,并对新型低剪力墙竖缝的开设位置进行了研究.试验结果与有限元分析表明:设置钢筋暗支撑、开缝及设置钢板的方式均可改善传统低剪力墙的延性及变形性能;与带暗支撑低剪力墙相比,新型低剪力墙的变形能力及耗能能力提高显著,抗震性能更好,且具有明显的多道抗震防线.

防屈曲支撑、普通和特殊中心支撑钢框架结构抗震性能分析

基于考虑人字形防屈曲支撑屈服后超强和几乎不再对被撑梁提供竖向支点作用这两个因素,本文提出了采用该种支撑的钢框架结构的设计方法,并分别对采用普通及特殊中心支撑和防屈曲支撑的框架结构的抗震性能进行了对比分析。结果表明,虽然防屈曲和特殊中心支撑框架结构的层间侧移总体上大于普通中心支撑框架结构,但前者的基底剪力却大大低于后者。罕遇地震下,三种结构中的柱子基本保持弹性,普通和特殊中心支撑出现了大幅的平面外失稳,而防屈曲支撑在拉压作用下均进入屈服耗能。三种结构中被撑梁的最大挠度在支撑屈服或失稳前后分别出现在撑点两侧和撑点位置。屈服后的防屈曲支撑几乎不产生对被撑梁竖直向下的不平衡剪力,而失稳后的普通和特殊中心支撑则对被撑梁产生较大的不平衡剪力。

防屈曲支撑钢框架结构中被撑柱抗震设计探讨

通过3个算例,对采用人字形和V字形的无粘结内藏钢板支撑剪力墙(即人字形和V字形防屈曲支撑)的防屈曲支撑钢框架结构的抗震性能进行分析。重点考察大震下,支撑的轴力分布和对被撑柱所受轴力的影响。分析表明,采用结构在一阶振型下的支撑轴力分布来设计被撑柱的做法,适用于多层的防屈曲支撑钢框架结构;而对于高层的防屈曲支撑钢框架结构,高振型影响较显著,上述设计方法对被撑柱的设计较保守,有必要考虑高振型参与下的支撑轴力分布来设计被撑柱。

连于人字形防屈曲支撑的横梁抗震设计探讨

通过3个算例,对采用人字形无粘结内藏钢板支撑剪力墙(即人字形防屈曲支撑)的防屈曲支撑框架结构的抗震性能进行对比分析,以探讨支撑屈服后超强和被撑梁跨中竖向支点作用的有无对支撑跨横梁抗震性能的影响。结果表明,3个算例的框架梁在多遇地震下均能保持弹性,且被撑梁的最大竖向挠度均出现在撑点两侧。罕遇地震下,3个结构中支撑屈服后被撑梁的最大竖向挠度均出现在撑点位置。考虑超强但不考虑支点作用设计的结构中框架梁塑性发展程度较小,而不计超强但考虑支点作用设计的被撑梁塑性发展严重,且横梁的挠度较大,导致层间的两根支撑因承受较大的竖向力而使拉、压支撑的轴向应力-应变曲线明显不对称,不利于支撑受力。