十字加劲肋钢板剪力墙低周反复荷载的试验

过去的几十年中,在世界范围内钢板剪力墙已经作为一种新型的抗侧力体系在高层建筑中得到了应用,已有大量试验针对在水平荷载作用下无加劲肋平面薄钢板剪力墙进行研究。对高厚比约为400,比例为1∶3的两个单层单跨十字加劲肋钢板剪力墙在低周反复荷载作用下的抗震性能进行研究,重点研究了钢板墙抗剪承载力、变形能力、破坏特征、构件延性和耗能能力等受力特性。试验结果表明:试件具有较大的初始刚度,并且具有很好的延性以及耗能性能。可为钢板墙结构利用屈曲后强度及抗震设计提供依据。

双向加劲肋钢板剪力墙深化设计与施工技术

通过工程实例,讲述双向加劲肋钢板剪力墙施工技术。重点介绍利用BIM模型对钢板剪力墙进行分段,确定各段加工尺寸及吊装、焊接加固顺序,施工前通过对进场构件尺寸核对、现场安装尺寸调整、焊接工艺复核等,有效地保证了钢板剪力墙施工质量。通过对工程实例中钢板剪力墙的分析、设计方案以及施工问题的探讨,为钢板剪力墙的施工处理提供了一定的借鉴作用。

半刚接钢框架-十字加劲钢板剪力墙结构滞回性能研究

对一榀单跨两层半刚接框架-十字加劲钢板剪力墙结构进行水平反复荷载作用下的抗震试验研究,系统分析结构破坏模式和耗能机理,研究节点刚度与加劲墙体的相互影响效果,得到了承载力,延性,刚度和耗能能力等指标。试验结果表明:该种结构具有良好的延性和耗能性能,安全储备高;节点刚度退化小,内填钢板的设置缓解了节点区自身的延性要求,半钢框架和墙板协同工作良好;加劲肋的设置改善了钢板的实际受力,提高墙体的承载力及刚度,减轻了滞回曲线的"捏缩"现象,减小钢板噪音及震颤。结构破坏模式为加劲肋屈曲,内填钢板以小区格局部屈曲为主,伴随相关屈曲;框架柱脚及梁柱半刚性连接部位形成塑性铰;试件面内呈弯曲破坏模式,研究为该种结构体系的工程应用和理论分析提供依据。

半刚性节点钢框架-十字加劲钢板剪力墙结构的数值分析

为了研究半刚性节点钢框架-加劲钢板剪力墙结构体系的抗震性能和传力机理,模拟实际框剪结构的底部两层,对一榀单跨两层1/3缩尺半刚性节点钢框架-十字加劲钢板剪力墙结构进行了抗震拟静力试验研究,在试验模型的基础上,建立了非线性有限元模型,并验证了模型的有效性.考虑影响结构抗震性能的4个主要因素:节点刚度、剪力墙厚度、框架柱的刚度、肋板刚度比,进行了4个系列16个有限元模型的变参数分析.结果表明:降低节点刚度有利于提高结构的延性和耗能能力;增加柱的刚度和肋板厚度可提高结构的初始刚度、承载力和延性性能;增加内填墙板的厚度,将降低试件的延性性能;内填墙板在加载初期非常有效,承担70%～85%的水平剪力,研究为该种结构体系的工程应用和理论分析提供依据.

交叉加劲肋钢板剪力墙低周反复荷载试验研究

进行了2个比例为1∶3的单层单跨交叉加劲肋钢板剪力墙在低周反复荷载作用下的抗震性能试验,重点研究了交叉加劲肋钢板剪力墙的屈曲形态、变形能力、滞回性能、构件的屈服承载力以及极限抗剪承载力等特性,试验揭示了交叉加劲肋钢板剪力墙具有很好的延性及耗能能力,可以作为高层钢结构的抗侧力体系.为利用钢板剪力墙屈曲后强度以及为抗震设计提供了依据.

方钢管混凝土框架-斜十字加劲薄钢板剪力墙低周反复荷载试验研究

对三个1/3比例单跨两层方钢管混凝土框架-薄钢板剪力墙进行了低周反复荷载试验,研究了梁柱连接为穿心高强螺栓-端板节点和内隔板式节点对试件性能影响,并将方钢管混凝土框架-斜十字加劲薄钢板剪力墙与方钢管混凝土框架-非加劲薄钢板剪力墙进行对比.得到了试件的破坏形态、滞回曲线、延性、刚度、耗能能力等抗震性能指标,分析了其破坏特征、承载能力及刚度退化等力学性能.结果表明:方钢管混凝土框架-薄钢板剪力墙具有较高的承载力、抗侧刚度和良好的耗能性能.斜加劲肋能有效限制薄钢板剪力墙面外变形,提高结构初始刚度和承载力,有效减轻滞回曲线"捏缩".穿心高强螺栓-端板节点提高了节点域刚度,延缓了柱壁鼓曲.方钢管混凝土竖向边缘构件确保了薄钢板剪力墙性能充分发挥.

钢板剪力墙单侧加劲肋的有效抗弯刚度

针对单侧加劲钢板剪力墙中加劲肋的有效抗弯刚度问题,采用隔离体分析法,沿墙板和加劲肋连接线把两者分割成独立个体.墙板相当于承受面内和面外荷载的薄板,加劲肋相当于简支梁.墙板和加劲肋在连接处满足变形连续条件.对加劲板进行屈曲分析和受力弯曲分析,获得单侧加劲肋有效抗弯刚度和有效宽度的解析表达式.当加劲肋高跨比较大时剪切变形不可忽略,剪切变形大小和有效宽度相关.与有限元模拟结果进行分析比对表明,获得的有效抗弯刚度解析表达式具有良好精度,适用于开口和闭口截面单侧加劲肋.

单调荷载下带加劲肋钢板混凝土剪力墙力学性能有限元分析

目的研究一种新型带加劲肋钢板的混凝土剪力墙的力学性能.方法利用ABAQUS有限元软件在剪力墙顶端加侧向位移,针对不同参数如轴压比,剪力墙厚度,钢板厚度等的剪力墙的力学性能进行研究,分析剪力墙的承载力和屈服位移.结果剪力墙的承载能力随着内置于剪力墙的钢板厚度,剪力墙的厚度,轴压比,混凝土强度等级的增加而增加.带加劲肋钢板的剪力墙比普通混凝土剪力墙的承载能力和屈服位移都有很大的提高,钢板对剪力墙屈服后强度的提高有很大帮助.结论带加劲肋的钢板内置于剪力墙中能大幅度提升剪力墙的单调荷载下的力学性能.

防屈曲加劲肋钢板剪力墙试验研究

在综合考虑加劲肋型、组合型及防屈曲型薄钢板剪力墙优缺点的基础上,提出一种新型的防屈曲加劲肋钢板剪力墙。介绍了该新型防屈曲约束加劲肋钢板剪力墙的构造与工作原理,设计了一个1:3的缩尺试验试件,对其进行了拟静力试验研究,系统地分析了该新型钢板剪力墙的抗震性能及破坏特征。试验结果表明,所提出的防屈曲约束加劲肋钢板剪力墙具有较高的抗侧刚度、延性及耗能性能;预制混凝土板及加劲肋在一定程度上抑制了钢板的屈曲变形,充分地发挥了钢材的塑性,使其具有良好的滞回耗能性能;角部连接失效是导致试件破坏的主要因素。综上所述,所提出的防屈曲约束加劲肋钢板剪力墙抗震性能良好,是一种较好的新型抗侧力构件。

带T形加劲肋双钢板组合剪力墙数值模拟研究

采用OpenSees软件对带T形加劲肋双钢板组合剪力墙的低周反复荷载试验进行了数值模拟,并通过与试验结果的对比验证了数值模拟的可靠性。在此基础上,通过数值模拟对影响该类组合剪力墙抗震性能的轴压比、剪跨比、钢板厚度等主要参数进行了分析。结果表明,增大剪力墙的轴压比会使承载力略微提高,但也会使后期刚度退化加快。剪跨比的增大会使剪力墙加载刚度和水平峰值荷载大幅减小,位移延性系数和等效黏滞阻尼系数也相对减小。增加外包钢板尤其是端部钢板的厚度,剪力墙承载力和耗能能力会显著提高。

加劲肋对带缝钢板剪力墙受力性能的影响

论文理论推导了设置边缘垂直加劲肋对带缝钢板剪力墙的抗侧刚度及承载力公式,与未设加劲对带缝钢板剪力墙的抗侧刚度及承载力进行了比较,并通过算例分析,总结了加劲肋对带缝钢板剪力受力性能的影响。

方钢管混凝土框架-十字加劲薄钢板剪力墙抗震性能试验研究

对3个单跨两层1∶3比例的方钢管混凝土框架-薄钢板剪力墙试件进行了低周反复荷载试验,研究了十字加劲薄钢板剪力墙的抗震性能,并与方钢管混凝土框架-非加劲薄钢板剪力墙比较。对比了框架梁柱内隔板式节点与穿芯高强螺栓-端板节点对结构性能的影响。得到了方钢管混凝土框架-薄钢板剪力墙的破坏形态、荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、特征荷载和位移及抗震性能指标等,分析了结构的破坏特征、延性、耗能能力、承载能力及刚度退化等力学性能。结果表明,方钢管混凝土框架-薄钢板剪力墙具有良好的抗震性能;十字加劲肋限制了薄钢板剪力墙的面外变形,提高了其承载力与耗能能力,但对整体刚度影响较小;穿芯高强螺栓-端板节点提高了结构的承载力与刚度。

新型十字加劲波纹钢板剪力墙滞回性能探究

已有研究发现:作为抗侧体系,波纹钢板剪力墙在抗侧刚度、承载能力和耗能能力方面均优于平钢板剪力墙。其缺点是由于在加载后期,波纹钢板应力分布不均匀而使其平面外变形较大,导致结构承载力和刚度严重退化。利用有限元软件ABAQUS建立全壳单元模型,提出了新型十字加劲波纹钢板剪力墙结构,并进行拟静力模拟试验。通过对比未加劲波纹钢板剪力墙,十字加劲波纹钢板剪力墙在屈服荷载、峰值荷载和耗能能力方面均得到有效提高;十字加劲肋的存在有效约束了内嵌波纹钢板平面外变形,缓减了后期结构承载力和刚度的严重退化。

无粘结十字加劲钢板剪力墙结构抗剪性能分析

十字加劲钢板剪力墙已被试验证明是优秀的抗侧力耗能构件,但加劲构件与内嵌钢板无粘结时,其对内嵌钢板的作用尚需进一步研究。利用有限元分析软件ABAQUS,对单层单跨无粘结十字加劲钢板剪力墙结构的抗剪性能进行数值模拟,分析在水平荷载作用下,构件的受力破坏特征及抗剪性能。研究表明,无粘结十字加劲钢板剪力墙结构具有良好的延性及抗剪性能,内嵌钢板能承担更多的剪力,对周边框架不利作用的降低幅度与传统十字加劲钢板剪力墙基本相同。参数分析结果表明:框架柱轴压比、墙体高厚比和肋板刚度比是影响钢板剪力墙抗剪性能的主要因素。

十字加劲钢板剪力墙的变参分析

利用有限元软件ANSYS对十字加劲钢板墙进行变参分析,研究板的高厚比、高宽比、柱刚度、柱轴压比及肋板刚度比对其水平极限承载力和抗侧刚度等性能的影响,对比分析参数变化时钢板墙的面外变形和最终破坏状态的应力分布。参数分析表明:板的高厚比和高宽比变化明显改变了钢板墙的受力性能和破坏机制,对其抗侧性能影响显著;柱刚度主要影响内填板拉力带的发育,保证钢板墙的整体工作能力;肋板刚度比主要影响内填板拉力带的发展形式,防止纵横加劲肋由于肋板刚度比不足而被拉断。

加劲肋和防屈曲对变缝钢板剪力墙受力性能的影响

为了研究加劲肋和防屈曲措施对变缝钢板剪力墙受力性能的影响,应用有限元软件ADINA建立12 mm厚的变缝钢板剪力墙模型并分别在模型两侧布置加劲肋和在模型上施加面外防屈曲措施,模拟并分析两侧加劲肋和面外防屈曲措施对变缝钢板剪力墙受力性能的影响。分析结果表明:两侧加劲肋可以提高模型的受力性能,延迟模型发生过早的捏拢现象,端部出现了应力集中现象;面外防屈曲措施的施加既可以明显改善模型的受力性能,又可以使模型在加载全程都具有良好的耗能能力,应力、应变区域发生了相应的减小。

往复加载下十字加劲波纹钢板剪力墙的滞回性能分析

作为抗侧体系,波纹钢板剪力墙结构是一种通过利用内嵌钢板墙形成用来增强性能的钢板剪力墙结构体系。波纹钢板剪力墙与平钢板剪力墙相比,其侧向刚度、承载能力及耗能能力均更优秀,但在加载后期,其平面外变形过大,应力分布不均匀,导致结构承载力和刚度严重退化。为有效缓解上述缺陷,提出一种十字加劲波纹钢板剪力墙结构,十字加劲肋的存在,可以有效约束内嵌波纹钢板的平面外变形,在加载中后期,结构滞回环饱满,耗能能力较无十字加劲波纹钢板更加优秀,并有效减缓了波纹钢板剪力墙出现的承载力和刚度退化明显的现象。利用ABAQUS软件,通过改变波纹板厚度和加劲肋宽度两个参数进行有限元模拟分析,最终经过对比分析,发现波纹板厚度对结构有明显作用,而加劲肋宽度则影响较小,同时给出建议,当波纹板厚度取值为1.8~2.0 mm,即对应的柱墙刚度比为22.34~24.83,十字加劲肋宽度取值为40~60 mm,即对应的肋板刚度比为0.28~0.93时,这样的波纹钢板剪力墙结构性能相对更好。

半刚接框架-无黏结十字加劲钢板剪力墙非线性有限元分析

半刚性框架-无黏结十字加劲钢板剪力墙具有较高的抗侧刚度、承载力等抗侧性能。为深入研究该结构体系的力学性能,利用有限元分析软件ABAQUS以经过验证的模型为基础对结构进行数值分析,并考察框架柱轴压比、内嵌钢板高厚比、肋板刚度比、框架柱刚度、内嵌钢板初始几何缺陷及加劲槽钢布置方式等对结构抗剪性能的影响。

工字形加劲肋带缝钢板剪力墙破坏机理及其经济性分析

工字形加劲肋带缝钢板剪力墙具有延性好、耗能能力强等优点,可有效避免钢板剪力墙对框架柱产生附加荷载而导致相邻框架柱过早发生破坏。对带缝钢板剪力墙以及工字形加劲肋带缝钢板剪力墙的弹性屈曲特征、滞回性能、应力、应变分布规律等力学性能进行了对比分析。结果表明,工字形加劲肋带缝钢板剪力墙的屈曲临界荷载为无加劲肋带缝钢板剪力墙屈曲临界荷载的2.15倍;工字形带缝钢板剪力墙的滞回曲线稳定且饱满,强化阶段被充分发挥,其抗侧承载力、延性及耗能能力显著提高;工字形加劲肋带缝钢板剪力墙用钢量系数比无加劲肋带缝钢板剪力墙降低了16%。

加劲钢板剪力墙弹性抗剪屈曲性能研究

系统地分析了三个主要参数(板高厚比λ、肋板刚度比η和柱刚度β)对钢板剪力墙弹性屈曲性能的影响;提出了钢板剪力墙的三种弹性屈曲形式(局部屈曲、整体屈曲和相关屈曲),指出肋板刚度比η=40时(相当于I s=3.7bt3)能保证十字加劲板发生小区格板的局部屈曲或整块板的相关屈曲;指出现行高层建筑钢结构规范用于纵横加劲板局部屈曲荷载的设计表达式仅适用于η≥40的条件,而在η<40范围内,其计算结果偏于不安全;研究了交叉加劲板的弹性屈曲荷载,并与非加劲板和十字加劲板的屈曲性能进行了比较;最终给出了柱刚度对弹性屈曲荷载的修正系数,提出了交叉加劲板弹性屈曲荷载的简化计算公式。