基于ANSYS的型钢混凝土T形短肢剪力墙的数值分析

利用ANSYS软件对型钢混凝土T形短肢剪力墙采用实体建模的方法进行了数值模拟分析,考虑了混凝土强度等级、墙肢截面高厚比、轴压比对型钢混凝土T形短肢剪力墙受力性能的影响,建立了三组共13个有限元模型试件,对结构在单调水平荷载作用下的延性和承载力进行了比较,得出的结论对型钢混凝土T形截面短肢剪力墙的理论研究和工程应用具有重要的参考价值。

外包钢板混凝土T形短肢剪力墙抗剪承载力分析

为了研究外包钢板混凝土T形短肢剪力墙在水平往复荷载作用下的抗剪承载能力,设计了11个T形短肢剪力墙试件,应用ABAQUS有限元分析软件建立了分析模型,对试件施加竖向荷载和水平往复荷载,有限元分析时考虑了材料的非线性。分析了不同肢厚比、不同钢板厚度和不同轴压比等参数对试件抗剪承载力的影响,结果表明:提高钢板的厚度可有效的提高试件的承载能力和耗能能力;控制肢厚比在6左右可有效提高试件的极限荷载,继续增大之后影响不大;控制轴压比在0.3左右时可以有效提高试件极限荷载和延性,轴压比继续增大之后,试件的极限荷载和延性都在下降。根据以上对试件的分析结果,基于叠加法,提出了外包钢板混凝土T形短肢剪力墙试件的抗剪承载力计算公式,计算结果与模拟结果数据吻合较好,可为设计应用提供依据。

型钢混凝土短肢剪力墙抗震性能的试验研究

型钢混凝土短肢剪力墙是一种新型的剪力墙结构形式,它可以充分发挥钢和混凝土两种材料的优势,改善普通钢筋混凝土短肢剪力墙延性和耗能能力较差的缺点,其抗弯、抗剪承载力和抗震性能均好于后者。文中对3个1/2缩尺的型钢混凝土组合"一"字形短肢剪力墙进行了低周反复荷载下的抗震性能试验研究,墙肢截面宽厚比分别为5、5.5、6。在试验研究基础上,分析了各剪力墙承载力、延性、滞回特性及破坏特征,并提出了抗震设计建议。试验结果表明型钢暗柱的存在提高了混凝土短肢剪力墙的后期强度储备,改善混凝土短肢剪力墙的抗震性能。

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。

型钢高强混凝土短肢剪力墙-连梁节点抗震性能试验研究

通过4个型钢高强混凝土短肢剪力墙-连梁节点试件和1个高强混凝土短肢剪力墙-连梁节点试件的低周反复荷载试验,主要研究配钢形式、轴压比和连梁结构类型对节点的滞回特性、变形能力及耗能能力等性能的影响。结果表明:型钢高强混凝土短肢剪力墙-连梁节点的滞回曲线饱满,承载力、刚度以及抗震性能较高强混凝土短肢剪力墙节点均有所改善,所有试件的延性均小于3,极限层间位移角均小于1/100,等效黏滞阻尼系数在0.17～0.24之间,表现出其延性和抗倒塌能力较差,耗能能力较好。

T形RAC短肢剪力墙抗震性能试验研究

通过对4个缩尺比例为1∶2的不同再生粗骨料取代率、不同轴压比的T形再生混凝土(RAC)短肢剪力墙结构模型进行低周反复荷载作用下的抗震性能试验,分析试验所得模型破坏形态、特征曲线、延性、刚度退化、耗能能力及正负向特征荷载的变化规律。分析结果表明:(a)T形RAC短肢剪力墙具有良好的抗震性能,能够应用于轴压比较小的实际工程之中。(b)随着再生粗骨料取代率的增加,T形RAC短肢剪力墙特征曲线、耗能能力等指标逐渐增强,同时,随着轴压比的增大,各指标逐渐减小;试件延性性能随着再生粗骨料取代率及轴压比的增加出现不同程度的降低。

型钢高强混凝土T形短肢墙承载力试验研究

型钢高强混凝土短肢剪力墙较普通钢筋混凝土短肢剪力墙具有承载力高、延性好等优点。为了研究型钢高强混凝土T形截面短肢剪力墙的正截面受力性能及不同型钢骨架形式对其性能的影响,本文通过对两个含实腹式型钢骨架和一个含桁架式型钢骨架的型钢高强混凝土T形截面短肢剪力墙试件进行正截面偏心压力作用下的试验研究,以揭示该类构件的工作机理、破坏形态和极限承载力。试验研究表明:型钢高强混凝土T形截面短肢剪力墙的破坏过程与普通短肢剪力墙相似,横截面的平均应变基本符合平截面假定,型钢与混凝土能够保持协同工作,两种配钢形式的构件受力性能差别不大。

T形短肢剪力墙弹塑性受力性能优化分析

利用大型通用有限元软件ANSYS,对T形短肢剪力墙的弹塑性性能进行了优化分析。分别对常规、带暗柱和带暗支撑的T形短肢剪力墙,进行了承载能力和变形能力的分析。结果表明:常规短肢剪力墙截面高厚比在6.5左右时,受力性能较好;带暗柱及暗支撑肢力墙的受力性能明显优于常规剪力墙,但暗柱及暗支撑的配筋率在超过一定值时,增加配筋率所产生的效果并不明显。本文的研究,对短肢剪力墙的设计具有一定的参考价值。

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。

T形截面短肢剪力墙剪滞效应及其影响

利用变分原理求解T形截面短肢剪力墙的剪力滞系数和构件变形,讨论不同几何参数和荷载形式对剪力滞效应及变形的影响。用有限元法对翼缘板的纵向应力分布情况进行分析,并与初等梁理论及变分原理的计算结果进行比较,揭示了剪力滞效应对构件侧移刚度的影响程度。

双钢板内填混凝土T形短肢剪力墙框架结构抗震性能研究

为了研究双钢板内填混凝土T形短肢剪力墙框架结构在水平往复荷载作用下的抗震性能,设计了19个短肢剪力墙框架试件,应用ABAQUS有限元分析软件建立了分析模型,对试件施加竖向荷载和水平往复荷载。分析了钢板厚度、墙肢肢厚比和墙肢连梁刚度比等参数对试件抗震性能的影响。结果表明:提高钢板的厚度可有效提高试件的抗震性能和延性;控制肢厚比为6～7时可有效提高试件的承载能力和抗震性能,继续增大之后影响不大;控制结构墙肢连梁刚度比为10～15时可以有效提高试件极限荷载和延性,继续增大刚度比之后,试件的极限荷载和延性均下降。

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。

双肢型钢混凝土短肢剪力墙抗震性能试验及数值模拟

通过一榀双肢实腹式型钢混凝土短肢剪力墙模型试件的低周反复荷载试验,揭示该类双肢墙的破坏机制及抗震性能。试验结果表明:试件从型钢混凝土连梁屈服形成塑性铰,再到墙肢屈服发生破坏;试件延性系数、等效黏滞阻尼系数分别为3.58和0.191,表明该类双肢墙结构的破坏表现为强墙肢弱连梁型,具有较好的抗震性能。考虑到连梁破坏时只有少许黏结裂缝,兼顾双肢墙结构计算效率,有限元建模时不考虑型钢界面黏结滑移影响,计算结果可满足工程要求。采用型钢混凝土梁连接的型钢混凝土短肢剪力墙抗震性能要优于钢筋混凝土梁。

双肢空腹式型钢高强混凝土短肢剪力墙抗震性能试验研究

通过一榀型钢混凝土梁连接的空腹式型钢高强混凝土短肢剪力墙模型的拟静力试验,考察该类双肢墙的抗震性能及破坏机制。试验结果表明:试件从型钢高强混凝土连梁屈服形成塑性铰,再到墙肢屈服发生破坏,呈现出强墙肢弱连梁的破坏机制,但破坏过程中仍具有较强的脆性特征;试件延性系数、耗能等效黏滞阻尼系数为4.15和0.170,表明该类结构具有较好的抗震变形及耗能能力;当水平位移比Δ/Δy=2时,试件剩余刚度只有初始刚度的23.6%,表明该类结构在连梁遭受地震损伤后的刚度退化严重,抗侧稳定性变差。

型钢高强混凝土短肢剪力墙节点抗震性能非线性有限元分析

在实验的基础上,通过设置合理的几何参数和材料本构模型,建立了型钢高强混凝土短肢剪力墙节点的ABAQUS非线性有限元模型,并对配钢形式、连梁线刚度、轴压比和混凝土强度等参数对构件抗震性能的影响进行了讨论。结果表明:ABAQUS软件能够准确地完成对型钢高强混凝土短肢剪力墙节点构件受力过程的模拟,峰值承载力和位移的模拟值和试验值吻合较好。参数分析显示,实腹式配钢构件受力性能优于格构式配钢构件;随着轴压比的提高,构件的峰值承载力增大而延性变差;采用高强混凝土可大幅提高构件承载力,但也会导致其延性下降,因此,建议采用强度为C50-C60的混凝土以获得较好的综合效益。

3种T形短肢剪力墙承载能力比较分析

运用有限元软件ANSYS,建立了常规、加暗柱和加暗支撑3种T形短肢剪力墙三维有限元分析模型.在混凝土等级、截面配筋率、轴压比和墙肢截面高厚比取得优化值的基础上以及总配筋量不变的情况下,通过改变加暗柱和加暗支撑的T形短肢墙中暗柱和暗支撑的配筋率,对其试验模型进行了3组弹塑性拟静力分析.结果表明:在影响因素取优化值的基础上及总配筋量不变的情况下,增加暗柱和暗支撑的配筋率,可以明显提高其开裂荷载、屈服荷载、极限荷载;加暗支撑T形短肢墙承载能力优于常规和加暗柱T形短肢墙.

型钢混凝土组合短肢剪力墙研究综述

短肢剪力墙结构是近年来在我国兴起的一种新型的抗侧力构件,它既保留了异形框架柱不凸出墙面的优点,又克服了异形框架柱抗震性能不理想等缺点。与普通剪力墙相比,短肢剪力墙门窗洞口更大,可以较好地满足住宅建筑的采光与通风要求,增加使用面积,造价更低,且结构自重更小。在此基础上我们在短肢剪力墙两侧加入型钢,以组合短肢剪力墙的结构形式来进一步提高结构整体刚度和抗震性能。

T形短肢剪力墙静力性能的有限元分析

短肢剪力墙结构体系作为一种新型的高层结构体系,其在结构性能方面既具有框架和剪力墙结构的双重特点,又有区别于框架和剪力墙的许多新特点。文章根据计算机仿真原理的基本思路,运用有限元原理和程序Ansys对T形短肢剪力墙抗侧力体系进行了拟静力模拟试验。

型钢混凝土短肢剪力墙的研究现状和展望

对短肢剪力墙结构和型钢混凝土结构的特点进行了评述,从而引出型钢混凝土短肢剪力墙结构,总结了国内外型钢混凝土短肢剪力墙研究成果,提出有待进一步研究的问题。

换流站阀厅中T形型钢混凝土剪力墙性能

为改进现有换流站阀厅结构的力学性能,新设计了T形型钢混凝土剪力墙结构,用以取代常用的短肢剪力墙结构。采用试验分析和有限元模拟的方式,对新型结构的抗震性能及关联参数进行了研究,结果显示:T形型钢混凝土剪力墙结构具有良好的结构性能,可加强阀厅结构的抗震能力和整体刚度;相较于一般钢筋混凝土结构,在不提高含钢量的同时提高了承载能力;轴压比对其承载力也有影响,基于以上分析,提出相关的结构设计建议,以促进此种新型结构在换流站阀厅结构中的应用。