内置蜂窝芯-钢管暗柱冷弯型钢组合墙体抗剪性能研究

基于蜂窝夹心冷弯薄壁型钢组合墙体的优势,提出了一种内置蜂窝芯-钢管暗柱冷弯型钢组合墙体,实现了框架柱与墙体的一体化设计。为了研究该组合墙体的抗剪性能,采用ABAQUS软件建立了组合墙体的有限元模型,并分析了两端暗柱对组合墙体破坏模式和受力机理的影响;通过改变内置蜂窝芯与钢管暗柱的连接方式、自攻螺钉布置和暗柱与边立柱壁厚比等参数进行了墙体抗剪性能的变参数分析。研究结果表明:两端增设钢管暗柱可以更好地发挥蜂窝芯的抗剪作用,抗剪承载力提升了22.50%;通过加强内置蜂窝芯与暗柱的连接可以有效提高墙体的抗剪承载力和刚度,且在墙体宽度方向上进行连接整体效果最佳;加密导轨处的螺钉可以有效提高墙体的抗剪性能;在一定范围内降低暗柱与边立柱壁厚比可以改善墙体延性,但对抗剪承载力影响不大。此外,采用“等安全系数”原理,初步确定多遇地震作用下墙体的抗剪承载力设计值。

方钢管混凝土暗柱内嵌钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

以某超高层建筑核心筒剪力墙结构为原型,对两端为方钢管混凝土暗柱的内嵌钢板-高强混凝土组合剪力墙进行了拟静力试验研究。试验设计了3个剪跨比为2.0、设计轴压比为0.5的1∶7模型试件,主要变化参数为混凝土强度等级和含钢率。试验结果表明:试件的破坏形态主要为暗柱钢板竖向焊缝开裂、暗柱内混凝土压溃和底部外包钢板局部屈曲,墙中部混凝土的弯剪斜裂缝发展不明显;3个试件的滞回曲线都较为饱满,具有较高的耗能能力,承载力极限状态时的等效黏滞阻尼系数约为0.22;3个试件的屈服位移角平均值为1/214,极限位移角平均值为1/58,延性系数平均值为3.77;在整个加载过程中,弯曲变形和剪切变形对顶点位移的贡献比例基本保持不变,由剪切变形产生的顶点位移约占总顶点位移的20%。