HPC端部加强双钢板组合剪力墙的抗震性能

为研究高性能混凝土端部加强双钢板组合剪力墙受力机理及破坏形态,以轴压比、腹部普通混凝土强度等级为关键参数,设计了4片普通试件,7片HPC端部加强试件,运用ABAQUS构建其有限元模型,研究其抗震性能。结果表明:同轴压比下,HPC端部加强试件相比普通试件屈服荷载提高16.30%,峰值荷载提升13.40%;随着轴压比提高,HPC端部加强试件峰值荷载和屈服荷载分别提高7.22%和2.72%,随着轴压比减小,HPC端部加强试件延性提升22.26%;提高腹部腔体混凝土强度等级,HPC端部加强试件的屈服荷载和峰值荷载分别提高13.01%和11.14%,延性提升16.91%。

巨型钢框架-双钢板组合剪力墙住宅体系力学性能探究

在巨型结构体系的基础上提出巨型钢框架-双钢板组合剪力墙住宅体系。基于实际超高层混凝土住宅工程背景建立高度为156 m的计算模型,对其进行弹性反应分析及弹塑性时程分析以评估结构力学性能。通过对比主次结构不同的连接假定,探究主次结构连接方式对于结构整体性能及关键结构构件的影响。基于ABAQUS软件分析了次结构与双钢板组合剪力墙之间采用不同连接方式对剪力墙各部件的影响。最后对该结构体系进行经济性分析。研究结果表明:该结构体系能满足建筑户型无柱大空间设计要求且具有优良的力学性能和经济性指标,在设计中主、次结构连接推荐采用铰接连接。研究结果可为巨型钢框架-双钢板组合剪力墙结构的设计提供参考。

格栅管式双钢板组合剪力墙抗震性能的有限元分析

基于钢材延性损伤和混凝土三向约束的塑性损伤的有限元分析模型,进行格栅管式双钢板组合剪力墙抗震试验仿真分析,开展试验结果与有限元结果对比分析。研究表明:格栅管式双钢板墙三向约束管内混凝土,管内混凝土强度和延性大幅度提高;管内混凝土保护了外侧双钢板,避免了外侧双钢板受压屈曲破坏,二者协同工作,优势互补,其极限水平位移角为1/35左右。

竖波钢板组合剪力墙截面性能及曲率分析

现行基于承载力的抗震设计方法缺乏对构件截面性能的准确反映,对于剪力墙等重要抗侧力构件在地震作用下的性能要求缺乏体现。竖波钢板组合剪力墙因内嵌波形钢板的几何形状优势,表现出良好的抗震性能,对其截面性能的分析有待研究。该文基于竖波钢板组合剪力墙的组合机理和破坏现象,提出截面曲率的理论计算方法,给出荷载-位移曲线转化为弯矩曲率曲线的计算过程,通过试验数据验证了理论计算方法的准确性以及数值计算模型的适用性。扩展研究波形钢板几何参数、约束边缘H型钢、分布钢筋规格等构造设置以及混凝土强度、钢材强度等材料性能变化在不同轴压力下对截面曲率和曲率延性的影响规律,相关性分析发现约束边缘H型钢是唯一与特征点曲率及曲率延性保持正相关的参数。该文分别提出竖波钢板组合剪力墙截面屈服、峰值、极限点曲率的简化计算方法并进行验证,证明了公式的准确性与适用性,可为竖波钢板组合剪力墙的弹塑性变形能力计算以及其损伤控制分析提供一定的理论支撑。

基于外肋板连接的联肢钢板组合剪力墙结构的有限元分析

通过有限元软件ABAQUS对基于外肋板连接的联肢钢板组合剪力墙结构以钢连梁的变形特征、耦连比及剪力墙轴压比等参数进行数值模拟分析,研究结构塑性发展、抗震性能、外肋板应力分布及恢复力特性。结果表明:该结构的抗震性能良好,滞回性能较强,塑性和变形能力也比较好。弯曲屈服型连梁耦连比在30%~60%之间、剪力墙轴压比在0.3~0.5之间时;剪切屈服型连梁耦连比设置在20%~50%之间、剪力墙轴压比小于0.3时,结构的延性、耗能和承载力均表现良好,外肋板应力也比较小。建立的恢复力模型骨架曲线可作为基于外肋板连接的联肢钢板组合剪力墙结构弹塑性反应分析的计算模型。

双钢板组合剪力墙研究综述

双钢板组合剪力墙具有自重轻、高轴压、高延性、薄墙体、抗震性能好、装配率更高等诸多优势,近些年得到了广泛的应用和发展。文中围绕双钢板组合剪力墙抗震、轴压性能以及同其他建筑构件之间连接节点性能的主要研究成果进行回顾和评述,总结了目前研究存在的不妥之处,并对双钢板组合剪力墙在高层装配式建筑中的未来研究方向及应用进行展望。

中美日规范关于双钢板组合剪力墙规定的对比分析

介绍双钢板组合剪力墙的研究现状,从构造要求、设计要求方面对中国规范JGJ/T380-2015《钢板剪力墙技术规程》,美国规范ANSI/AISC-N690-18与日本规范JEAG 4618-2005进行对比分析。通过比较得到3本规范关于组合墙厚度与钢板厚度比值、钢板厚度、距厚比、栓钉直径的规定均不一致,对栓钉长度有一样的规定。关于抗弯刚度和面内受剪有不一样的规定,钢板剪力墙技术规程关于面内抗剪更加保守,仅考虑了钢板的贡献,美国规范和日本规范不仅考虑了钢板的贡献,还把开裂混凝土的贡献考虑进来,更为精确。

格栅管式双钢板组合剪力墙的数值模拟分析

借鉴钢管混凝土柱的优点,提出一种新型的格栅管式双钢板混凝土组合剪力墙,采用试验研究和ABAQUS有限元分析相结合的手段,开展格栅管式双钢板混凝土组合剪力墙的力学特性分析。研究表明:格栅管式双钢板混凝土组合剪力墙的管内混凝土三向约束,管内混凝土的抗压强度和延性大幅度的提高,格栅管式双钢板组合剪力墙的破坏形态是端部槽钢撕裂破坏,而不是管内混凝土压碎破坏;内填混凝土承担全部的压应力,可避免外侧钢板受压曲屈,外侧钢板承担全部的拉应力,可避免腔体内填混凝土受拉开裂,多腔式双钢板墙和腔体内填混凝土协同工作,优势互补;格栅管式双钢板混凝土组合剪力墙具有承载力高、延性大和耗能能力强等优点,滞回曲线较为饱满,极限水平位移角高达1/36。

钢管混凝土框架-两边连接钢板组合剪力墙结构反应修正系数分析

钢管混凝土框架-钢板组合剪力墙结构体系(CFST-CSPSW)具有良好的延性和耗能能力,在实际工程中具有很好的应用前景。文章采用Open Sees有限元软件建立了CFST-CSPSW结构体系分析模型,基于增量动力时程分析法(IDA法),评估了CFST-CSPSW结构体系的抗震性能,分析了结构层数、跨数、自振周期等参数对结构性能参数的影响规律。研究表明:钢管混凝土框架-钢板组合剪力墙结构体系是一种抗震性能优越的双重抗侧力结构体系,其结构反应修正系数R和位移放大系数C_d随结构自振周期、层数、跨数的增大略有减小,结构性能系数变化趋势均随结构高度的增大逐渐减小趋于平缓。基于本文分析模型,提出了钢管混凝土框架-两边连接钢板组合剪力墙结构体系的结构反应修正系数R平均值为3.27,位移放大系数C_d平均值为3.05,为基于性能的组合结构体系设计提供参考。

钢板组合剪力墙轴心受拉性能研究

当结构的高宽比较大时,在设防与罕遇地震作用下高烈度区的超高层结构的核心筒剪力墙可能承受倾覆力矩引起的巨大拉力,垂直于地震作用方向的核心筒翼墙受力状态接近于轴心受拉。由于混凝土抗拉强度较小,常采用钢板组合剪力墙来抵抗较大的墙肢拉力。采用非线性有限元法,对钢板组合剪力墙在轴心受拉作用下的开裂荷载、刚度变化、滞回性能与受拉承载力进行了较为全面的研究,表明混凝土对构件的轴拉承载力与刚度具有一定贡献。给出了钢板组合剪力墙在轴心受拉状态下最大裂缝宽度的计算方法,分析了墙体含钢率以及型钢、钢筋布置方式对裂缝宽度的影响。钢板组合剪力墙轴心受拉缩尺模型试验结果表明,有限元数值分析与模型试验吻合良好。在此基础上,提出了钢板组合剪力墙受拉状态下的设计建议。

双钢板组合剪力墙的初始变形和施工应力分析

双钢板组合剪力墙是一种新型抗侧力构件,它综合了钢板剪力墙和混凝土剪力墙的优点。较高的抗侧刚度、极限承载力、良好的延性和耗能能力使其具有广泛的工程前景。然而在实际施工过程中,通常将外侧钢板作为模板,连续多层浇筑混凝土。采用ABAQUS建立数值分析模型,研究了施工过程中的钢板平面外初始变形和钢板初始压应力对组合剪力墙抗震性能的影响。数值分析结果表明,钢板平面外初始变形和钢板初始压应力均会在一定程度上降低剪力墙的极限承载力和延性。最后给出了控制施工过程中钢板平面外初始变形和钢板初始压应力的建议。

格构式钢板组合剪力墙加固砌体结构试验

目的研究格构式钢板组合剪力墙的抗剪承载力和最大水平位移.方法对4片砖墙体模型进行低周反复水平荷载试验,通过滞回曲线、骨架曲线、延性系数及刚度退化曲线,对试验模型进行了抗震性能的对比分析.结果与未加固墙体模型相比,窗间墙模型中格构式钢板组合剪力墙的开裂荷载与极限荷载分别提高了1.94%和10.13%,延性提高了54%;纵横墙模型中格构式钢板组合剪力墙的开裂荷载与极限荷载分别提高了69.73%和42.32%,延性提高了9.8%.结论格构式钢板组合剪力墙加固方法可有效提高砖砌体的抗侧刚度、延性、耗能能力,具有良好的抗震性能.

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。

L形截面双钢板组合剪力墙受力性能有限元分析

双钢板组合剪力墙结构因其整体性好、刚度大、抗剪承载力高等优点而广泛应用于高层建筑。本文分析了L形截面双钢板组合剪力墙结构的受力特点,通过有限元软件ABAQUS对L形截面双钢板组合剪力墙建模分析,并将结果与试验结果进行了对比。通过有限元参数化建模,研究了轴压比、钢板厚度、钢材强度等级、混凝土强度等级、端部H型钢尺寸等主要参数对剪力墙滞回性能的影响及其特征。研究结果表明:有限元模拟与试验结果较吻合,试件的承载力随试件的高宽比减小而增大,增加钢板厚度及端部H型钢尺寸、提高钢材强度等级及混凝土强度等级都会提高L形截面双钢板组合剪力墙承载力,混凝土强度及在无翼缘腹板处增设H型钢是影响承载能力的主要因素。建议对L形截面双钢板组合剪力墙的设计轴压比不宜大于0.4。

双钢板组合剪力墙施工应力实测与分析

为了研究双钢板组合剪力墙在施工时的应力和应变分布情况,进行了2片双钢板组合剪力墙施工应力的实测试验,监测了从开始浇筑混凝土到最终应变值稳定这一过程中各测点的应变值。将应变值进行整理并对同一水平高度或同一竖直方向的应变值进行对比分析。根据监测结果分析得出在浇筑混凝土时的应变分布规律,并得出外侧钢板及对拉栓钉的最大主应力的大小和方向,通过不同位置的应变值随时间的变化情况及最终趋于稳定时的稳定值大小,得出混凝土凝结硬化过程对外侧钢板应变值的影响规律,为类似的工程提供参考依据。

双钢板组合剪力墙恢复力模型研究

通过6个双钢板组合剪力墙试件低周反复加载试验,重点考察了轴压比、高宽比、钢板厚度对双钢板组合剪力墙的变形性能和滞回特征的影响。根据理论分析与试验结果分析得到了屈服点、峰值点、破坏点等特征点的计算公式进而提出了双钢板组合剪力墙的三折线型的荷载-位移恢复力模型。通过将恢复力模型得到的滞回曲线与试验实测的滞回曲线对比发现提出的恢复力模型所得出的滞回曲线与试验曲线吻合较好,能够反映出双钢板组合剪力墙构件的大部分受力特征,可满足一般工程的使用要求。

竖波钢板组合剪力墙震损修复研究

钢板组合剪力墙在强震作用下受损严重,震损修复问题较为突出。现设计一片以方钢管作为边缘约束构件的竖波钢板组合剪力墙,在最大弹塑性层间位移角时的震损情况进行分析:竖波钢板组合剪力墙边缘约束方钢管刚度较大,与墙体不匹配,最终发生方钢管从地梁拔动的脆性破坏模式。对竖波钢板组合剪力墙进行震损修复,得到墙趾可更换竖波钢板组合剪力墙,然后进行拟静力试验。试验结果表明:(1)在震损后的竖波钢板组合剪力墙的墙趾处安装阻尼器,其抗震性能基本得到恢复。(2)修复后的竖波钢板组合剪力墙承载力较修复前降低了23%,但延性和耗能能力显著提升。(3)改变了竖波钢板组合剪力墙的破坏模式,由脆性破坏转化为延性破坏。借助有限元软件详细讨论了内嵌竖向波形钢板厚度和波角、轴压比、阻尼器腹板数量对修复后竖波钢板组合剪力墙抗剪承载力的影响,结果表明:改变内嵌竖向波形钢板厚度对试件抗剪承载力影响较大,而改变内嵌竖向波形钢板波角、轴压比和阻尼器腹板数量对试件抗剪承载力影响较小。结合有限元算例,提出修复后竖波钢板组合剪力墙抗剪承载力的计算公式,可为工程实际提供参考。

钢板组合剪力墙界面脱空的红外热成像法检测

基于传热学理论,利用红外热成像检测技术对钢板组合剪力墙界面脱空问题进行了研究。结果表明,采用主动式热激励和被动式热激励加热两种方式可以有效识别出钢板组合剪力墙界面脱空的缺陷位置和尺寸,当钢板壁厚为1 mm时,可识别1 cm^2以上的缺陷;钢板壁厚为3 mm和5 mm时,可识别4 cm^2以上的缺陷。合理控制热激励功率和时间可以有效减小缺陷尺寸识别的误差率。结合工程实际,红外热成像法可以识别出钢板组合剪力墙界面脱空缺陷及未浇筑区域,便于在浇筑混凝土时进行实时跟踪检测。

钢板组合剪力墙的抗震性能研究

建筑规模日益扩大的同时,新型建筑材料也逐渐被研发出来,钢板组合剪力墙便是其中的一种。文章介绍现浇混凝土组合墙、四边连接预制板组合墙、两边连接预制组合墙、指出了其改进方法,以希冀给予相关研究人员一些帮助和建议,进而有效促进该行业的发展与进步。

双层钢板组合剪力墙抗震性能试验研究

以盐城广播电视塔实际工程中剪力墙的构造形式为基础,通过九个缩尺试件,研究不同构造形式的双层钢板内填混凝土组合剪力墙在常轴力和反复水平荷载作用下的刚度变化特征、破坏机理与破坏模式、抗震性能和极限承载能力.分析了墙板的高宽比、轴压比、钢板厚度、混凝土强度等级等对双层钢板内填混凝土组合剪力墙受力性能的影响.结果表明:双层钢板内填混凝土组合剪力墙能够充分发挥钢板与混凝土材料各自的优点,是一种良好的抗侧力构件.