墙脚可更换PEC剪力墙滞回性能研究

目前对于部分外包组合剪力墙(PEC剪力墙)基于震后可恢复性能设计方法的研究却很少,一定程度上限制该结构的发展与应用。为使PEC剪力墙的震后恢复,防屈曲支撑阻尼器被选作可更换构件,代替PEC剪力墙震后易于破坏的墙脚,通过有限元分析软件ABAQUS,模拟了恒定轴压下的普通PEC剪力墙的水平低周循环加载试验,对此剪力墙进行了有限元分析研究,同时与原结构滞回性能进行对比。结果表明:带可更换墙角构件的PEC墙结构具有良好的抗震能力、滞回曲线饱满且稳定、耗能能力优于普通PEC剪力墙、是一种双重防线的抗震结构体系。

PEC剪力墙抗侧性能试验研究

随着装配式结构在我国的应用与推广,PEC构件由于其便于批量化生产、快速装配的特点,在工程中的应用价值得以大大提高。部分企业开始尝试在实际工程中应用PEC构件,提出了一种新型剪力墙构件——PEC剪力墙。以实际工程应用为出发点对3个足尺PEC剪力墙试件进行低周拟静力水平加载试验,观察了PEC剪力墙的试验现象、破坏过程,通过分析关键部位应力、应变情况,考察了在往复荷载作用下的破坏模式、变形特征;分析了PEC剪力墙在低周往复荷载作用下的滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、延性、承载力以及刚度等力学性能,对其抗侧性能进行了评价;对比了卷边构造措施对其破坏特征、变形以及抗侧性能的影响,并检验其有效性;对比分析了不同轴压比对卷边构造PEC剪力墙抗侧性能的影响。试验结果表明:1)PEC剪力墙试件均为弯曲屈服后破坏,在达到最大承载力前钢翼缘均已经屈服;试件SW1底部混凝土压溃破坏,外侧钢翼缘出现局部屈曲,试件SW2与SW3底部钢翼缘未发生屈曲,最终发生底座锚固破坏。2)试件SW1的滞回曲线比较饱满,有较强的塑性耗能能力,试件SW2和试件SW3滞回曲线有一定程度的捏缩现象,试件的延性系数均大于3.4,有较好的变形能力,承载力退化程度很低,刚度后期退化变缓,在1/30层间位移角内具有稳定良好的承载能力。3)卷边构造的设置加强了对PEC剪力墙底部混凝土的约束,延后了底部混凝土的压溃破坏,使PEC剪力墙具有更好的承载性能。4)高轴压比下,试件会较早出现受压屈服,PEC剪力墙的初始刚度会有一定的提高,但其延性与耗能能力会下降。5)相比于混凝土剪力墙,PEC剪力墙的变形能力更接近钢板剪力墙,PEC剪力墙抗震设计的控制变形限值可适当放宽。

混合联肢PEC墙结构简化力学分析模型及承载力计算

为克服钢筋混凝土墙肢底部易发生脆性破坏的缺点,提高联肢剪力墙结构的抗震性能,采用PEC剪力墙肢代替混合联肢剪力墙结构中的钢筋混凝土剪力墙肢,形成新型混合联肢PEC墙结构.通过改变钢连梁截面尺寸、PEC墙肢宽厚比以及楼层数形成3个系列共8个模型,研究了弹性耦连比和改变弹性耦连比的方式对混合联肢PEC墙结构滞回性能和应力分布的影响.结果表明:各个系列模型滞回曲线均饱满而稳定,未出现明显捏缩现象,证明混合联肢PEC墙结构抗震性能好、耗能能力强,适用于高烈度抗震设防地区;与已有联肢墙结构研究成果一致,弹性耦连比是影响混合联肢PEC墙结构整体性能的主要因素,并不会因为实现方式不同而影响结构应力分布规律;为保证结构达极限承载能力状态时各层钢连梁均发生剪切屈服并充分发展塑性,同时避免受拉侧墙肢发生延性较差的小偏心受拉破坏,应控制弹性耦连比小于等于70%;基于有限元模型分析结果,探讨了混合联肢PEC墙结构受力机理,建立了结构简化力学分析模型,给出了极限承载力计算公式;试验及有限元模型分析结果与理论计算结果误差在15%以内,且均为理论值偏低,证明本文提出的混合联肢PEC墙结构极限承载力计算公式精度较高且偏于安全,可用于计算结构极限承载力.

短肢PEC组合剪力墙的数值模型及公式拟合

PEC组合剪力墙是一种新型装配式剪力墙,具有承载力高、延性好、构造简单等优点。首先,基于纤维模型、部分约束混凝土及钢材的精确本构关系,研究了短肢PEC组合剪力墙弯曲变形及剪切变形的计算方法,在此基础上编制了短肢PEC组合剪力墙荷载-位移曲线的数值计算程序,并通过与已有试验及有限元分析结果的对比验证了该程序的准确性。然后,基于该程序对6480个不同截面参数的剪力墙进行了数值计算,分析了轴压比、剪跨比、含钢率、材料强度等关键参数对PEC组合剪力墙等效抗弯刚度和极限位移角的影响,拟合了短肢PEC组合剪力墙等效抗弯刚度及极限位移角的计算公式。对拟合公式的统计分析表明,等效抗弯刚度和极限位移角的计算公式满足精度要求,可用于指导短肢PEC组合剪力墙的设计。最后,基于规范对剪力墙结构弹塑性位移角限值的规定,提出了短肢PEC组合剪力墙轴压比限值的计算公式。

PEC短肢剪力墙轴压比影响及承载力计算方法

PEC(部分外包)组合剪力墙具有承载力高、延性好、构造简单等优点,为研究其破坏特征及承载力特性,完成了1组PEC短肢组合剪力墙足尺试验,观察了墙体在低周往复荷载作用下的破坏形式,得到了试件的滞回曲线与骨架曲线。采用Abaqus对不同参数的PEC短肢组合剪力墙进行了非线性分析,通过与试验数据的对比验证了有限元模型的适用性,表明轴压比0. 3时墙体承载力最大,轴压比若大于0. 6墙体延性迅速降低,易发生脆性破坏。最后,将2种正截面承载力设计方法与有限元结果对比,表明:JGJT380-2015《钢板剪力墙技术规程》提供的全塑性正截面承载力计算公式适用于PEC短肢组合剪力墙,精度满足设计要求且偏安全。

预制装配式部分包覆钢-混凝土组合剪力墙结构研发与应用

提出预制装配式部分包覆钢-混凝土组合剪力墙结构(PEC剪力墙结构),详细介绍该结构基本组成和构造特点,并以新城·吾悦广场12号住宅楼为例介绍其在工程中的应用。结合试验研究与工程应用,总结预制装配式PEC剪力墙结构力学性能、耐火性能、节点连接性能等。实际应用效果表明,预制装配式PEC剪力墙结构受力合理,解决了目前钢结构住宅和PC结构住宅存在的部分技术问题。

某高层装配式钢结构住宅设计中存在的问题与解决措施研究

随着国家对装配式建筑推广力度的加大,装配式建筑发展迅速。本文结合某装配式钢结构高层住宅楼项目,对采用的新型PEC框架-现浇混凝土剪力墙结构体系进行深入研究,并针对其设计中存在的问题给出适当的解决方案,期望进一步推动装配式建筑的发展,为保证高层装配式钢结构住宅设计的品质提供一定的参考价值。当前高层建筑的设计高度不断被刷新。高层装配式钢结构住宅是未来建筑的必然趋势,大量应用既能有效提升我国住宅建筑品质和居住舒适度,减少建设过程中的资源浪费和能源消耗,还能够改善人居环境,促进绿色环保事业发展。