柔性连接开洞填充墙RC框架结构抗震性能数值模拟研究

为研究橡胶作为新型柔性连接材料对开洞填充墙钢筋混凝土(RC)框架结构抗震性能的影响,对4个缩尺比1/2的开洞填充墙RC框架试件的低周反复加载试验进行数值模拟。采用DIANA非线性有限元软件建立了三维柔性连接开洞填充墙RC框架结构分离式简化微观模型。在柔性连接模型基础上,建立4个相同开洞情况的刚性连接模型进行对比分析。结果表明:分离式简化微观模型能有效实现框架结构破坏规律的模拟;与刚性连接相比,柔性连接开洞填充墙RC框架试件的刚度和强度降低,延性提高。开洞对采用柔性连接与刚性连接的框架结构影响规律相似。在中心开洞形式下建立了4个不同开洞率的柔性连接填充墙RC框架模型并进行了参数分析,提出了柔性连接开洞填充墙RC框架结构承载力和刚度的折减公式。

开洞填充墙对框架结构受力性能影响的研究

通过有限元软件ANSYS对填充墙框架结构进行有限元模拟,并通过控制填充墙的开洞率研究了填充墙开洞对结构刚度、承载力等性能的影响。分析结果表明,墙体开洞会使结构的刚度和承载力有明显下降,在单调水平荷载作用下,开洞率越大,结构的承载力下降越多。

开洞填充墙钢框架抗震性能分析

为了探究钢框架填充墙中洞口位置及尺寸变化对钢框架体系极限承载力和抗震性能的影响,使用ANSYS有限元软件建立6个足尺模型,对不同开洞位置及开洞尺寸的模型的极限承载力、滞回曲线以及耗能能力进行系统分析。结果表明:当开洞面积相同时,虽然洞口位置的变化对承载力有一定影响,但填充墙体与钢框架接触面积对其的影响更为突出;当开洞位置一定时,填充墙钢框架的极限承载力随开洞面积的增大显著降低,但其延性性能和耗能能力却有不同程度的提高。

开洞填充墙RC框架抗连续倒塌性能研究

为研究边柱失效工况下开洞填充墙钢筋混凝土(RC)框架的抗连续倒塌性能,在实验室制作了一榀1/4缩尺的三层两跨的开洞填充墙框架试件,并对其进行拟静力(Pushdown)加载。试验结果表明:填充墙可以大幅提高RC框架的抗连续倒塌性能,与纯框架相比,开洞填充墙RC框架的初始刚度、峰值荷载和极限荷载分别提高了521%、209%和86%。填充墙作为等效斜压杆传递了部分竖向荷载,使开洞填充墙RC框架的节点水平向外位移较大。此外,基于LS-DYNA软件建立精细化有限元模型和简化压杆模型,有限元分析结果表明:相比于精细化有限元模型,本文所提出的简化压杆模型可以更准确模拟填充墙在连续倒塌过程中的力学行为和抗力曲线,但对再现结构的破坏模式有所欠缺。填充墙的开洞会削弱墙体对RC框架抗连续性能的提升,在开洞率相等时,洞口开在中柱附近时的削弱作用最小;而填充墙开洞率和开洞数量的增加均会降低结构的峰值荷载。

开洞砌体填充墙钢筋混凝土框架抗震性能试验研究

为了研究砌体填充墙开洞率对钢筋混凝土框架抗震性能的影响,考虑了整体砌体填充墙和开洞砌体填充墙两种类型。进行了5榀缩尺比例为1/2单层单跨砌体填充墙框架结构模型在低周反复荷载作用下的对比试验,设计参数为填充墙开洞率及开洞位置。分析比较了各试件的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚度退化、强度退化和耗能性能等抗震性能指标。试验结果表明:整体或局部砌体填充墙不同程度地提高了框架结构的初始刚度和极限承载能力,其提高程度与砌体填充墙的开洞率大小及其洞口的位置等有关。部分砌体填充墙高宽比越大,填充墙对框架结构的支撑作用减弱,其对结构的刚度和承载力的贡献随之降低。部分砌体填充墙能够提高框架结构的极限承载力和延性性能,实际工程中可采取设置部分砌体填充墙的措施来改善既有框架结构的抗震性能。

填充墙开洞情况对填充墙-钢框架受力性能影响的研究

通过结构分析软件ANSYS对实体填充墙—钢框架和开洞填充墙—钢框架结构进行非线性分析和结构受力的特性分析,研究开门洞口位置的改变对结构受力性能的影响。结果表明,墙体开洞使结构承载力和刚度下降,在循环荷载作用下,门洞以正中位置的洞口承载力比左、右偏的要略大。