装配式后浇竖缝剪力墙结构计算及有限元分析

针对装配式后浇竖缝剪力墙的结构性能表现,文章制备了四组剪力墙试件,对L型和凸型竖缝形式进行了正交试验,探究了不同轴压比(0.2和0.3)下的性能,计算得到墙体与地梁、加载梁连接的强度,通过施加荷载作用,模拟弹性至弹塑性状态的转变,分别对剪力墙的正截面和斜截面的刚度和承载力进行计算分析,采用ANSYS有限元软件,模拟分析了荷载作用下的开裂行为和峰值荷载响应,为装配式后浇竖缝剪力墙的工程实践提供了技术支撑。

预制框架内嵌竖缝剪力墙体系抗震性能试验

为研究预制钢筋混凝土框架结构内嵌竖缝剪力墙体系(PRCFW)的抗震性能,设计了2个单跨双层、缩尺比为1∶2的PRCFW试件,并进行了拟静力试验研究.通过分析试件的破坏机制、刚度退化、变形和延性以及滞回耗能性能等,综合考察该结构体系的破坏模式和变形能力.试验表明:现浇节点未发生明显破坏,满足强节点弱构件要求;试件具有良好的延性,平均位移延性系数均大于3;竖缝墙由缝间墙受弯破坏最终发展成贯通各墙肢竖缝根部的剪切破坏;竖缝剪力墙与预制框架间螺栓连接板及其抗剪连接件未发生破坏.试验能够为该体系的进一步研究和工程应用提供参考.

RC框架-内填带竖缝剪力墙结构的滞回性能及计算模型研究

为研究钢筋混凝土框架-内填带竖缝剪力墙(RCFW)结构的抗震性能,对两个单跨两层、缩尺比为1∶2的RCFW试件进行了拟静力试验研究。结合RCFW结构在往复荷载作用下的响应特性,提出了适用于RCFW结构弹塑性分析的带刚臂纤维截面计算模型,并基于有限元程序ABAQUS提供的用户子程序接口UMAT,开发了混凝土、钢筋两种材料的单轴滞回本构模型,从材料本构层次直接反映构件层次的恢复力特性。通过与RCFW结构低周反复荷载试验结果的对比,验证了计算模型的准确性,模拟曲线较好地反映了RCFW结构在反复加载过程中荷载-位移曲线的承载力和刚度退化及捏拢现象;此外,该计算模型还具有高效的求解效率和数值稳定性,适用于RCFW结构的弹塑性分析和整体抗震性能评估。

预制RC框架内嵌带竖缝剪力墙结构抗震性能研究

为研究预制钢筋混凝土框架内嵌带竖缝剪力墙(PRCFW)结构的抗震性能,对2个单跨两层、缩尺比为1∶2的PRCFW试件进行了拟静力试验研究。考察了PRCFW结构的变形和延性、滞回耗能能力、承载力及刚度退化等性能,分析了框架与内填墙之间的抗剪连接件对结构整体性能的影响。试验结果表明:在加载过程中,设计的抗剪连接件性能可靠,未发生疲劳剪断或锚固破坏;内填墙设置竖缝对PRCFW结构的初期刚度影响较小;进入屈服段后,预制竖缝阻碍了斜裂缝的发展和贯通,缝间墙段以弯曲变形为主,承载力和刚度退化缓慢,使结构整体具有良好的延性和耗能能力。不同轴压比下的框架柱和现浇节点基本完好,破坏主要发生在内填墙和梁端。结合试验和分析结果,提出了PRCFW结构在工程设计时的若干补充计算及构造措施建议。

带竖缝钢筋混凝土剪力墙的设计与构造研究

为实现竖缝墙的设计思想,考察带竖缝剪力墙设计方法,提出了补充设计计算和构造措施,包括梁柱连接和梁腹板,应补充受剪强度计算;当受剪强度不满足时,建议增加竖缝墙和钢柱的抗剪件连接,该构造可同时满足安装要求;建议竖缝剪力墙上端与钢梁采用竖向孔高强度摩擦型螺栓连接,以实现竖缝剪力墙不承受竖向荷载,只承受水平力的设计思路.建议参考钢筋混凝土设计规范(GB50010-2002)对竖缝剪力墙受剪承载力进行设计计算.

钢框架内嵌带竖缝钢筋混凝土剪力墙结构性能研究

对钢框架内嵌竖缝剪力墙结构进行研究,考虑混凝土材料非线性的影响,通过非线性有限元程序,分析钢框架内嵌竖缝剪力墙结构在水平荷载作用下的力学性能.结果表明:竖缝剪力墙在加载过程中,首先在竖缝附近发生开裂,主要分布在缝间墙上,并以细小裂缝为主,这是由于竖缝剪力墙承担了自身开裂膨胀而产生的约束轴力.从竖缝剪力墙的应力和裂缝分布图可以得出,剪力墙的变形主要是以弯曲变形为主,缝间墙的变形类似于壁柱.在加载过程中,竖缝剪力墙刚度下降缓慢,利于与钢框架共同工作,适合在抗震区使用.

新型带竖向缝隙的矩形钢管排柱剪力墙及其抗侧性能

针对传统薄钢板剪力墙以及带竖缝钢板剪力墙存在的问题,提出了一种新型带竖向缝隙的矩形钢管排柱剪力墙。基于机构控制法,设计了新型剪力墙的典型算例,并进行了弹性屈曲、弹塑性抗侧和滞回性能分析。结果表明:新型剪力墙的一阶弹性屈曲均为钢管壁的局部屈曲,且临界荷载远大于弹塑性极限承载力;新型剪力墙具有优异的弹塑性抗侧性能,延性系数可达20以上;弹塑性滞回性能曲线饱满,耗能能力佳。在此基础上,提出了新型剪力墙的弹性抗侧刚度、屈服荷载和极限抗侧承载力等关键性能参数的计算方法,同时对截面宽厚比、连接焊缝的高度等构造措施提出了要求。

钢框架-带竖缝钢板剪力墙系统的塑性耗能评估

从耗能视角出发,提出了结构基于塑性耗能的抗震性能评估方法.结合理论推导和有限元数值方法建立了以弯曲小柱作为耗能子单元的带竖缝钢板剪力墙(SSWS)塑性耗能计算方法.基于钢框架及SSWS的协同耗能机制,提出了考虑地震动力特性的损伤指标.通过有限元参数分析、既有的试验结果的校验及钢框架-带竖缝钢板剪力墙结构算例非线性时程分析,证明SSWS塑性耗能计算方法及结构体系评估方法有良好精度,可用以评估结构在给定地震动下的行为.

低层装配式竖缝中空剪力墙抗震性能

为改善低层装配式混凝土结构的抗震性能,提出一种低层装配式竖缝中空混凝土剪力墙形式,为检验其抗震性能,采用数值模拟方法,建立了4片具有不同缝间墙高宽比的剪力墙模型,通过对比4片墙体模型在低周反复加载下的数值试验结果,研究装配式竖缝中空剪力墙的抗震机理和抗震性能的影响因素。结果表明,不同缝间墙高宽比的墙体滞回曲线形状一致,滞回曲线随缝间墙高宽比的增大饱满程度更高;墙体承载能力和刚度随缝间墙高宽比增大而有所降低,但降低程度不大;通过在低层装配式剪力墙中设置竖缝,改善了墙体延性;竖缝中空剪力墙可用于低层装配式结构中,具有较好的推广价值.

带竖缝中高钢筋混凝土空心剪力墙试验研究

通过对2个剪跨比为1.45的带竖缝中高钢筋混凝土空心剪力墙墙板在低周反复水平荷载作用下的试验,探讨了此类墙板的破坏机理、变形特征、耗能能力及延性,并与剪跨比相同的整体式钢筋混凝土空心剪力墙进行了比较。

钢框架内嵌带竖缝混凝土剪力墙结构的建议设计方法

为满足带竖缝钢筋混凝土剪力墙的设计原则,提出了若干补充计算和构造措施以实现竖缝墙的设计思想,建议采用壁式框架力学模型对结构进行计算分析。并通过参考钢筋混凝土设计规范(GB50010-2002),对原有竖缝剪力墙设计方法进行了改进。

钢框架-内嵌竖缝混凝土剪力墙板结构体系在装配式高层住宅中的设计研究

钢框架-内嵌竖缝混凝土剪力墙板结构体系为《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-2015附录D中所规定的结构体系,其在混凝土墙体上有规律的设置竖缝,以减小实体剪力墙刚度过大的缺点且耗能能力良好。通过对钢框架-内嵌竖缝混凝土剪力墙板结构体系在装配式高层住宅中结构布置方式的研究,在满足建筑功能的前提下通过几种结构布置方式计算对比,找出该体系中结构构件布置规律,并通过一片墙的具体各参数选取、计算过程探讨上述结构体系设计方法。

带竖缝钢板剪力墙-框架体系抗侧构件要素特性配置

探讨了带竖缝钢板剪力墙(SPSWS)-框架体系中要素特性配置原则,建立了二重抗侧结构体系的概念模型,得到了体系的力-变形特征曲线,研究了构件要素特性配置的基本关系;建立了包含用杆件简化的SPSWS构件和钢框架的有限元模型,并对概念模型进行了检验。结果表明:概念模型所做的假定成立,SPSWS-钢框架体系中构件要素特性配置关系可以由体系的延性和承载力要求得出。

带竖缝钢板剪力墙滞回性能有限元分析

阐述了带竖缝钢板剪力墙是一种新型的抗侧力构件,具有良好的结构性能,通过ANSYS对其进行有限元模拟分析,分析了其滞回性能,并与试验结果进行比较,分析其产生误差的原因,指出设计时应注意的问题。

墙肢设计参数对带竖缝钢板剪力墙抗震性能的影响

文章在墙整体参数确定的情况下,通过理论方法和有限元方法分析了墙肢高度、宽度及墙肢高宽比等设计参数对带竖缝钢板剪力墙抗震性能的影响,并提出墙肢的高宽比取h/b=3～6时比较合理。

带竖缝钢板剪力墙的抗震性能分析

带竖缝钢板剪力墙是新世纪以来的新型抗侧力的结构，具有良好的经济效益和结构性能。本文通过分析钢结构，重点探讨了带竖缝钢板剪力墙及其抗震性能。

钢框架内填预制带竖缝钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为改进钢框架内填预制带竖缝钢筋混凝土剪力墙的抗震性能,将耳板引入钢框剪与内填墙的连接中。通过2个两层单跨缩尺比为1∶3的钢框架内填预制带竖缝钢筋混凝土剪力墙模型试件的拟静力试验研究,考察了耳板连接的可靠性和内填墙裂缝的开展与结构变形能力,分析了结构的破坏机理、滞回性能、刚度退化、变形及延性和耗能能力等。试验结果表明:抗剪连接件(U形筋)在梁柱节点上下耳板的连接处未发生破坏,耳板连接具有可靠的工作性能;钢框架带竖缝剪力墙结构具有良好的延性,平均位移延性系数大于3;内填墙的承载力由竖缝根部的剪切破坏控制。

带竖缝钢筋混凝土剪力墙的壁式框架分析模型

对JGJ99-98中竖缝剪力墙的两种等效模型进行考察,指出了考虑钢框架梁剪切变形的必要性。由于两种模型均不能正确地给出钢框架梁的剪力,也不能反映钢框架梁弯曲变形对整体刚度的影响。因此提出壁式框架计算模型,对各部分的刚度给出了计算建议,对模拟竖缝剪力墙肢的壁柱,通过对轴压刚度取小值实现竖缝剪力墙不承担竖向荷载的设计原则。对壁式框架模型和两种等效模型进行比较得出:在层数少,剪切变形占主导地位时,壁式框架模型的刚度略小,层数增加,三种模型结果相似。但壁式框架模型能够提供钢框架梁内的真实剪力,并反映钢框架梁变形对抗侧刚度的影响,最后提出在框架柱与竖缝剪力墙之间加设抗剪键以改善钢梁工作性能。

钢框架内嵌带竖缝钢筋混凝土剪力墙的补充计算和构造要求

对钢框架内嵌带竖缝钢筋混凝土剪力墙的设计方法进行了考察,提出了若干补充计算和构造措施以实现带竖缝钢筋混凝土剪力墙的设计思想。这些补充包括:(1)梁柱连接和梁腹板,应补充进行受剪强度计算;(2)当受剪强度不满足要求时建议增加带竖缝钢筋混凝土剪力墙和钢框架柱的抗剪件连接,这种构造同时方便了安装;(3)建议竖缝剪力墙和钢框架梁采用开竖向槽孔的高强度螺栓摩擦型连接,以实现带竖缝钢筋混凝土剪力墙不承受竖向荷载,只承受水平力的设计思路;(4)增加对钢框架梁腹板受到带竖缝钢筋混凝土剪力墙膨胀力挤压发生屈曲的设计验算;(5)对连接钢框架梁和带竖缝钢筋混凝土剪力墙的预埋件给出了设计公式;(6)建议参考《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002)对带竖缝钢筋混凝土剪力墙受剪承载力进行设计。

钢框架内嵌带竖缝钢筋混凝土剪力墙的内力计算模型

对《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ 99—98)中钢框架内嵌带竖缝钢筋混凝土剪力墙的等效交叉支撑和等效剪切板模型进行考察,指出了在确定等效构件时考虑钢框架梁剪切变形的必要性,同时指出两种模型均不能正确地给出钢框架梁的剪力,也不能反映钢框架梁弯曲变形对整体刚度的影响。因此提出壁式框架的计算模型,对各部分的刚度给出了计算建议,对模拟钢框架内嵌带竖缝钢筋混凝土剪力墙肢的壁柱,通过对轴压刚度取小值以实现带竖缝钢筋混凝土剪力墙不承担竖向荷载的设计要求。对壁式框架模型和两种等效模型进行比较表明,在层数少、剪切变形占主导地位时,壁式框架模型的刚度略小;层数增加,三种模型结果相似。但壁式框架模型能够给出钢框架梁的剪力,并反映钢框架梁变形对抗侧刚度的影响。