L形钢管束组合剪力墙滞回性能数值模拟

采用有限元软件ABAQUS对4个L形钢管束组合剪力墙进行抗震性能的有限元分析,分析参数为翼缘的宽度,揭示L形钢管束组合剪力墙的破坏模式。通多对4个不同翼缘宽度的剪力墙滞回曲线和骨架曲线的对比,得到了滞回特性、初始刚度、峰值荷载与翼缘宽度的关系。

钢材对L形钢管束高强混凝土组合剪力墙的滞回性能影响

文章采用ABAQUS软件建立试验试件精细化有限元模型,分析钢材、钢板厚度、钢管束厚度对L形钢管束高强混凝土组合剪力墙(ICSW-L)受力性能的影响,验证建模方法、参数设置的正确性和可靠性。对L形钢管束高强混凝土组合剪力墙的足尺模型进行有限元分析,评估钢材强度等参数对该类组合剪力墙滞回性能的影响规律,并给出参数变化所对应的结果。

轴压比对T形钢管束混凝土组合剪力墙抗震性能的影响研究

为研究轴压比对T形钢管束混凝土组合剪力墙抗震性能的影响,本文运用数值模拟软件ABAQUS设计并建立了轴压比为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8的九个试件,进行有限元分析,系统分析了试件的抗震性能。分析结果表明:随着轴压比增大,T形钢管束混凝土组合剪力墙的承载能力有所降低,耗能能力有所提高;当轴压比大于0.6时,初始刚度显著降低。

十字形钢管束高强混凝土组合剪力墙的抗剪承载力研究

为研究不同参数对十字形钢管束高强混凝土组合剪力墙抗剪承载力的影响,通过ABAQUS有限元软件建立了十字形钢管束高强混凝土组合剪力墙的有限元模型,重点考察钢材强度、混凝土强度、钢板厚度、钢管厚度、轴压比、墙体长度、墙体高度、腔体长度等参数对此类组合剪力墙抗剪承载力的影响。分析结果表明:随着钢材强度、钢板厚度、钢管厚度、墙体长度的增加和墙体高度的减小,试件的抗剪承载力呈显著增大趋势;随着混凝土强度的提高和腔体长度的减小,试件的抗剪承载力略呈增大趋势;当轴压比较小时(n∈(0,0.3]),轴压比对试件的抗剪承载力有一定的提高作用;当轴压比较大时(n∈(0.3,0.8]),随着轴压比的增加其抗剪承载力逐渐降低。最后,提出了十字形钢管束高强混凝土组合剪力墙的抗剪承载力计算公式。

钢管束组合剪力墙变形性能研究及有限元分析

提出一种新型钢板剪力墙结构-钢管束组合剪力墙。对7组钢管束组合剪力墙在往复荷载作用下的性能进行试验研究,分析其滞回曲线及骨架曲线,并对墙体变形能力及钢板应变性能进行了分析,研究墙体在不同阶段破坏形态。同时以该试验为基础,采用ABAQUS有限元软件分析钢管束组合剪力墙的力学性能。研究结果表明,钢管束组合剪力墙具有较高的承载力和良好的抗震性能,滞回曲线饱满。对不同钢管束截面,钢板厚度,剪跨比以及是否布置栓钉等参数进行了分析,对比其受力模式。通过试验现象、应力应变分析及有限元分析可以看出,试件最终破坏多为墙体下部出现钢板受压屈曲或受拉撕裂及混凝土压溃。

钢管束组合剪力墙恢复力模型研究

钢管束组合剪力墙是一种新型的钢与混凝土组合剪力墙,具有施工方便、承载力高等一系列优点。对7组一字型和5组T字型的足尺钢管束组合剪力墙在往复荷载作用下的滞回性能进行了试验研究,得到其骨架曲线。采用三折线模型对其骨架曲线进行模拟,并给出关键点的计算公式,得到钢管束组合剪力墙的恢复力模型。经验证,该恢复力模型模拟效果良好,可以较好地反映构件的抗震性能,为钢管束组合剪力墙结构进行弹塑性地震分析奠定了理论基础。同时进行了基于刚度退化数据的回归分析,得到了刚度退化计算公式,结果表明,骨架曲线下降段的刚度主要与钢管束组合剪力墙的剪跨比、轴压比等因素有关,而钢管束组合剪力墙的强度退化不明显。

考虑底部加强的钢管束混凝土组合剪力墙压弯性能模拟分析

钢管束混凝土组合剪力墙是一种承载能力强、抗侧刚度大、延性好的新型剪力墙结构.针对其底部局部屈曲的破坏模式,本文提出一种钢管束混凝土组合剪力墙底部加强的改进方式.利用Abaqus有限元软件模拟分析了底部加强区高度与厚度对剪力墙承载能力和变形能力的影响程度,同时探讨了轴压比对钢管束混凝土组合剪力墙底部屈曲的影响.研究结果表明:底部加强方式可以使钢管束底部屈曲位置上移,充分发挥混凝土和钢管束的受力性能,显著提高剪力墙的承载力和变形能力;底部加强区高度在0.5倍墙高左右时,底部加强方式对钢管束混凝土组合剪力墙的改进效果最佳;随着轴压比增大,钢管束底部屈曲加剧,承载力和变形能力有所下降.

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。

设置不同构造的钢管束组合剪力墙抗震性能试验研究

为研究设置不同构造的钢管束组合剪力墙的抗震性能,设计并制作了3个组合剪力墙试件,其中1个为对比试件,2个为钢管束端部分别设置栓钉、加劲肋的试件,通过低周往复荷载破坏试验,研究了该类组合剪力墙的破坏模式、滞回性能、变形能力以及耗能能力。研究结果表明:试件的破坏形态均为压弯破坏,表现为底部混凝土被压碎,外围钢板严重鼓曲;设置不同构造措施能有效防止钢管束端部的过早屈曲,使钢管束和混凝土协同工作,提高了试件的承载能力和变形能力,设置加劲肋的试件承载力提高了4.6%,设置栓钉的试件极限位移提高了20.1%,且延性系数平均提高了28.5%。

钢管束混凝土组合剪力墙受剪性能模拟分析

钢管束混凝土组合剪力墙是一种新型剪力墙结构.钢管束尺寸及其剪跨比影响剪力墙的受力性能.利用通用有限元分析软件Abaqus建立钢管束组合剪力墙的有限元分析模型,分析了剪跨比和单束尺寸对其承载能力和延性的影响.分析结果表明,剪跨比从1.0变化到1.8时,钢管束混凝土组合剪力墙的受剪承载能力降低约30%、侧移刚度降低约60%,但其变形性能和延性性能提高.墙长一定时,采用较小的单束尺寸,虽然对钢管束剪力墙的受剪承载能力提高不大,但会增加其屈服位移和延性性能.通过模拟分析,为合理确定不同剪跨比钢管束混凝土组合剪力墙的单束尺寸提供了理论依据.

两侧加强的钢管束混凝土组合剪力墙压弯性能模拟分析

钢管束混凝土组合剪力墙是装配式建筑中的一种新型抗侧力构件,它由矩形钢管束并排焊接内部填充混凝土构成.本文利用Abaqus有限元软件模拟分析两侧钢板加强对钢管束混凝土组合剪力墙承载能力及变形能力的影响.在研究中考虑的主要参数有轴压比、剪跨比和加强区宽度.模拟结果表明,对钢管束混凝土组合剪力墙两侧钢板加强,可以使钢管束屈曲位置内移,提高其极限承载能力和变形能力,改善剪力墙的受力性能.当剪力墙两侧钢板厚度由3 mm改为5 mm后,其极限承载能力提高幅度达22. 56%,且延性较好.通过提高两侧钢管束壁厚,加强两侧钢管束的抗屈曲能力,减少中间钢管束的壁厚,在墙体总用钢量不变的情况下,可以有效改善钢管束混凝土组合剪力墙的压弯性能.

钢管束混凝土组合剪力墙抗侧刚度及承载能力分析

钢管束混凝土组合剪力墙作为主要的抗侧力构件,其抗侧刚度和承载力对钢管束混凝土组合剪力墙的抗震分析有重要作用。对钢管束混凝土组合剪力墙的初始刚度进行了研究,在分析8组试验数据的基础上,提出了钢管束混凝土组合剪力墙初始刚度的理论表达式及钢管束混凝土组合剪力墙承载力的计算方法。结果表明,所提出的初始刚度、承载力的理论公式是精确可靠的,钢管束混凝土组合剪力墙承载力良好。

轴压比对一字型钢管束高强混凝土组合剪力墙滞回性能影响分析

为评估轴压比对一字型钢管束高强混凝土组合剪力墙滞回性能的影响,设计并采用了轴压比为0、0.3、0.6、0.9的四种不同轴压比的钢管束混凝土组合剪力墙试件,采用有限元分析软件ABAQUS建立其精细化有限元模型,系统地分析了四种试件在循环荷载作用下的滞回性能。分析结果表明:随着轴压比的增大,钢板与混凝土进入塑性的面积均增大,变形也有所增加;试件的承载力随着轴压比增加而降低。钢管对混凝土的约束作用随着轴压比的增加而降低;随着轴压比的增大,试件初始刚度有所降低;钢管束混凝土组合剪力墙的耗能能力较好,所有试件等效粘滞阻尼系数均在0.4以上,试件的耗能能力随着轴压比的提高而提高。

无边缘构件钢管束剪力墙的墙梁节点抗震性能试验研究

基于钢管束组合结构剪力墙无边缘构件的构造特点,提出了两种墙梁节点构造形式,并进行了四组足尺模型滞回试验,其中一组为肋板型墙梁刚接节点,三组为端板型墙梁刚接节点。研究节点类型、端板厚度等对节点破坏形态和抗震性能的影响。分析研究了节点的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性以及耗能能力等抗震性能指标。研究结果表明：两种类型的节点具有良好的承载能力和延性,其中延性系数μ≈1.29-3.39,滞回曲线呈现饱满稳定的梭型,刚度退化缓慢,耗能能力良好,能量耗散系数E≈1.673 5-2.597 2。节点可以满足美国规范AISC341-10和中国规范GB 50011抗震设计要求,可以在钢管束组合结构剪力墙的实际工程中应用和推广。

方钢管混凝土组合L形柱轴压性能研究

为研究新型方钢管混凝土组合L形柱的轴压性能,以钢管厚度、钢材强度和长细比为参数,对5个方钢管混凝土组合L形柱进行轴压试验,分析各试件的破坏模式、极限承载力和荷载-位移曲线;基于Mander约束混凝土本构关系,考虑不同位置钢管对混凝土约束水平的强弱,建立有限元分析模型,并将有限元分析结果与试验结果进行对比,验证了数值模型的准确性,在此基础上提出了方钢管混凝土组合L形柱的轴压强度和稳定承载力计算公式。结果表明:方钢管混凝土组合L形柱具有良好的轴压力学性能,各钢管之间能够协同变形、共同工作,短柱试件的破坏模式以钢管局部鼓曲破坏为主,中长柱试件的破坏模式以整体弯曲破坏为主,数值模拟结果与试验结果吻合较好,提出的轴压强度和稳定承载力公式的计算结果与试验值吻合较好。

L形截面单钢板连接钢管混凝土组合异形柱轴压承载力试验研究

设计了一种L形钢管混凝土组合异形柱,对单钢板连接异形柱进行轴压试验。试验结果表明,单钢板连接试件破坏时,柱肢钢管局部鼓曲现象较明显,单钢板连接各柱肢协同变形能力较弱,分析了应变沿柱截面的分布规律。

钢管束组合剪力墙结构在装配式建筑中的应用研究

钢管束组合剪力墙结构,是装配式建筑当中较为常用的一种建筑结构类型,两者具有相似的特征,因此也具有较好的契合性。钢管束组合剪力墙结构相对于传统的钢筋混凝土结构而言,具有耗时较少、节约成本、质量较高等特点,因此能够在装配式建筑当中大量运用。在未来,通过装配式建筑的不断发展创新,钢管束组合剪力墙结构的用途将会进一步拓展,发挥更大的作用。

L形钢管混凝土组合柱抗震性能分析及水平承载力设计方法

为研究不同构造参数对L形双板连接钢管混凝土组合柱(LCFST-D柱)抗震性能的影响规律,通过建立有限元模型并与已有试验结果进行对比,在验证模型合理准确的基础上,对轴压比、钢管截面尺寸、宽厚比、连接板厚度、长细比、混凝土及钢材强度进行参数化分析。结果表明:轴压比小于0.6时,提高轴压比可以适当提高峰值荷载;随着轴压比的继续增大,峰值荷载都降低;单肢截面尺寸的增加,可以明显提高承载力、延性、耗能能力和极限变形能力;随着长细比的增加,承载力急剧降低,但耗能能力提高;连接板厚度的减小可以提高耗能能力。水平承载力设计公式预测值与试验值吻合良好,平均误差小于6%。

内嵌轻质墙板L形方钢管混凝土组合柱框架结构抗震性能试验与数值模拟

针对内嵌轻质墙板双钢板连接L形方钢管混凝土组合柱(LCFST柱)框架结构的抗震性能,设计并制作了未安装墙板的LCFST柱框架试件SJ-1和内嵌轻质墙板的LCFST柱框架试件SJ-2进行低周反复荷载试验,并通过有限元软件对内嵌墙板厚度、墙板强度进行参数化分析.试验结果表明:两框架结构属于“强柱弱梁”的破坏模式;SJ-2中墙板破坏多出现墙板顶端和角部,内嵌墙板可在一定程度上延缓主体框架的破坏;SJ-1和SJ-2均具有良好的耗能能力、延性和变形能力;SJ-2较SJ-1,正、负向弹性刚度、极限承载力均有明显提高,耗能能力比SJ-1略有增加.参数分析表明:增大墙板的厚度或强度,整体结构初始刚度的提升很小,但其峰值荷载的提升较为明显;其中墙板厚度由100 mm增至200 mm,墙板对峰值荷载的贡献率从22.76%提升至30.70%;墙板强度由2.5 MPa增至7.5 MPa,墙板对主体结构峰值荷载的贡献率从23.68%提升至34.52%.

组合L形钢管再生混凝土短柱的轴压性能研究

为研究组合L形截面钢管再生混凝土柱的轴压性能,建立了13个L形钢管再生混凝土柱有限元模型(其中12个为组合L形截面柱,1个为普通L形截面柱),分析组合L形钢管再生混凝土柱的破坏形态与轴压承载力,并与普通L形截面试件的轴压性能进行对比,计算分析了再生骨料取代率、截面长宽比、钢管厚度以及再生混凝土强度等级对组合L形钢管再生混凝土短柱的轴压承载力的影响规律。研究结果表明:试件破坏形式是中部鼓曲破坏;组合L形钢管再生混凝土柱较普通L形钢管再生混凝土柱有更高的极限承载力,轴压性能更好;再生骨料取代率的变化对此构件的轴压性能影响不明显;增大钢管厚度与再生混凝土强度等级均能明显提高试件的轴压极限承载力;一定范围内长宽比的改变有利于构件承载力的提高。