Nonlinear Behavior of Reinforced Concrete Slit Shear Walls under Seismic Actions *

A reinforced concrete slit shear wall is a new breed of earthquake resistant structure recently proposed by the authors. In this paper, the seismic responses of the slit shear walls under the shake of earthquake excitation have been dealt with. Based on a simplified structural model, which is shown to have a sufficient accuracy for the real slit shear wall structure, the analysis focuses on the influence of nonlinear behavior of the connecting beams between the slits on the dynamic performance of the whole slit shear wall structure. It has been found that the yielding of connecting beams in a slit shear wall can provide significant improvement in reducing the structural responses, and by choosing an appropriate strength value for the connecting beams, it is possible to optimize the seismic response of the slit shear wall.

连续退火机组出口分切剪柔性驱动系统的改造和应用

在连续退火机组中,出口分切剪主要用于带钢分切,实现卷取机顺序切换卷取的目的。在常规电气起动控制方式下,出口分切剪的驱动电机连续多年发生前轴轴承台阶处断轴事故,造成生产线长时间非计划故障停机,严重制约了正常产能释放。通过研究出口分切剪驱动装置的机械结构,分析出口分切剪各阶段的运行动作特点,针对电机转轴在起动和剪切阶段冲击负荷问题,通过应用柔性驱动技术从根源上消除了电机转轴受冲击负荷断轴的问题,不仅保障了连续退火机组的稳定运行,而且对其他机组同类问题治理具有参考价值。

压边力对电磁钢板圆盘剪分切的影响研究

实验选用0.50 mm厚的电磁钢板进行圆盘剪分切加工,从板材剪切断面形貌、边缘加工硬化及剪切力三个方面研究了压边力的影响,以深入理解圆盘剪分切塑性变形及断裂机理。实验结果表明,压边力对电磁钢板剪切断面特征、加工硬化程度及剪切力大小有直接影响。采用Deform-2D有限元软件进行了剪切过程等效应变的仿真,模拟结果也证实了压边力对板材变形的影响。在此基础上,建立了板材在分切过程的力学模型,探讨了压边力的作用机理。

开缝薄钢板剪力墙低周反复荷载试验研究

作为一种新型的抗侧力构件,开缝薄钢板剪力墙以弯曲链杆为主要的耗能构件,在不需要强大加劲体系的前提下,使弯曲弹塑性变形主要集中在弯曲链杆的顶部和底部,从而实现延性耗能.通过两片开缝薄钢板墙低周反复荷载试验,系统地研究了开缝薄钢板墙的破坏过程和破坏机理,得到了承载力,侧移刚度,延性和耗能能力等指标.试验结果表明,开缝薄钢板墙的承载力和侧移刚度能满足正常使用阶段要求,当内填板的整体面外屈曲、缝间板条和边缘加劲肋的弯扭屈曲不先于弯曲链杆的端部弯曲屈服时,开缝薄钢板墙有很好的延性和耗能能力,是一种理想的水平抗侧力构件.

钢框架-带缝钢板剪力墙结构受力性能分析

本文对4种钢框架、6种带缝(两排)钢板剪力墙片(四周与构件无连接)和6种固接的钢框架-带缝钢板剪力墙结构在3种不同竖向荷载作用下的抗侧能力和往复荷载下的滞回性能进行了研究,并对比分析。结果表明:前两种结构的侧移刚度、抗侧能力相对较低,屈曲后刚度退化快;钢框架-带缝钢板剪力墙结构的侧移刚度、抗侧能力和耗能能力比前两种结构有明显的提高,说明钢框架与带缝钢板剪力墙片固接后工作协调性能良好。带缝钢板剪力墙片与钢框架-带缝钢板剪力墙结构的整体设计参数宽高比W/H,开缝设计参数开缝墙肢的高宽比h/b、宽厚比b/t、开缝墙肢与剪力墙的高宽比h/H对结构的抗侧能力和滞回性能有很大影响。W/H增大,结构的抗侧能力增强,滞回性能降低;h/b、b/t、h/H增大,结构的抗侧能力降低,滞回性能提高。

开缝钢板墙抗震性能的试验研究

为了研究开缝形式对开缝钢板墙抗震性能的影响,完成了6组共12片1∶4比例的开缝钢板墙试件的往复加载试验。试验结果表明:开单层竖缝钢板墙的屈曲形态是竖缝间板带的单独扭转屈曲形态(第一类屈曲形态),屈服与破坏集中在竖缝的端部,造成竖缝间板带逐渐断裂,导致试件的刚度与承载力逐渐下降,滞回曲线出现剪切滑移现象;开双层竖缝钢板墙的屈曲是板内对角方向形成斜拉带的整板屈曲形态(第二类屈曲形态),到剪切位移角超过4%,试件的承载力没有出现下降,且滞回曲线相对饱满;竖缝间板带的长宽比越大,试件的抗侧刚度与屈服承载力越低;与开单层竖缝试件相比,开双层竖缝墙板的抗侧刚度与屈服承载力均明显提高。建议的试件初始刚度和承载力理论计算结果与试验得到的结果基本一致。

开缝钢板墙等效交叉支撑模型

作为一种用于高层建筑钢结构抗侧力构件,开缝钢板墙已被验证具有良好的滞回耗能能力.在先前的1∶4缩尺开缝组合钢板墙试验中,发现开缝组合钢板墙在循环加载作用下,其极限承载力受循环应变强化的影响.通过足尺开缝组合钢板墙试验进一步验证了循环应变强化效应的存在;基于开缝钢板墙的受力性能,对普通开缝钢板墙和开缝组合钢板墙提出了统一的等效交叉支撑模型和等效支撑的恢复力模型,用于模拟开缝钢板的滞回特性.对4个普通开缝钢板墙试件和3个开缝组合钢板墙试件进行了计算机数值模拟,验证了等效交叉支撑简化模型的合理性.

开缝和不开缝钢板混凝土剪力墙抗剪性能研究

为了避免钢板混凝土组合剪力墙中钢板出现剪切屈曲,同时也能调整结构的刚度,通过在钢板上开竖缝,基于ANSYS有限元程序,分析钢板边长比、高厚比及侧向混凝土板厚度对未开缝钢板混凝土组合剪力墙的极限承载力和刚度的影响;研究钢板边长比、高厚比、侧向混凝土板厚度及缝间小柱高宽比对开缝钢板混凝土组合剪力墙抗剪承载能力和初始刚度的影响,比较开缝和不开缝钢板混凝土组合剪力墙的抗剪性能.结果表明:混凝土板作为侧向约束的存在显著地提高了钢板混凝土剪力墙的极限承载力;钢板开缝后其极限承载力虽有所降低,但通过改变开缝特征调节了其极限承载力和初始刚度;边长比、高厚比和钢板开缝显著地影响剪力墙的极限承载力.

侧边加劲带缝钢板剪力墙抗侧刚度及极限承载力计算

分析了侧向荷载作用下带缝钢板剪力墙面内变形时的受力特性,提出了考虑边缘加劲肋影响效应的带缝钢板剪力墙抗侧刚度计算公式,大幅提高了抗侧刚度估算公式的计算精度,利用该公式得到的计算值与有限元分析结果的误差可控制在3.5%以内.分析表明,随缝间墙肢宽度与墙板高度之比的增加或缝间墙肢高度与墙板高度之比的减小,面外变形对墙板极限承载力的不利影响增大.经合理设计,面外变形虽不足以引起墙板面外失稳,但会导致极限承载力下降,建议将这种不利影响的极限承载力折减系数考虑为0.9.将折减后的计算结果与非线性有限元分析结果进行对比,结果表明,考虑折减系数可以使得墙板的极限承载力计算公式偏于安全.这种抗侧刚度及极限承载力计算公式适用于屈曲前屈服的侧边加劲带缝钢板剪力墙.

带缝钢筋混凝土高剪力墙抗震性能研究

阐述并总结了作者新近研制的一种抗震自控结构——带缝钢筋混凝土高剪力墙的设计概念和相关研究成果；分析评估了影响带缝剪力墙性能的主要因素，指出了作为结构关键控制部件——沿缝槽方向的剪连结对结构整体抗震表现的至关重要的作用，当剪连结的设计恰当时，即可使其在地震中吸收最多地震能量。

底部开水平缝预应力自复位剪力墙试验研究及数值模拟

底部开水平缝预应力自复位剪力墙在墙体与基础连接处的两端对称设置水平缝,中间部分保持正常连接,同时在墙体内设置无黏结预应力钢绞线提供自复位能力。本文通过低周反复荷载下底部开水平缝预应力自复位剪力墙的试验,研究了试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线和耗能能力等力学特征,将底部开水平缝预应力自复位剪力墙与普通剪力墙和传统摇摆墙进行对比,并对其进行数值模拟。研究结果表明,底部开缝预应力剪力墙有较好的自复位能力,且承载力与普通剪力墙相当;相对于传统摇摆墙,耗能能力较好。这种剪力墙能有效减小墙体本身裂缝的发展,一定程度上保护墙体不受破坏。其数值模拟结果能较好吻合试验结果。

带缝钢板剪力墙弹塑性简化分析模型

基于带缝钢板剪力墙的基本受力特点和变形特征,提出了一种弹塑性简化分析模型,并分别定义了模型的几何参数与非线性参数。为验证简化模型的正确性,分别对带缝钢板剪力墙以及钢框架-带缝钢板剪力墙结构进行Pushover分析。分析结果表明:简化模型计算得到的荷载-位移曲线与试验及有限元分析结果较为接近,可反映带缝钢板剪力墙的主要受力特征;简化模型可较为准确地反映协同工作时墙板对周边框架的附加作用力。

缝隙口模中熔体受力历史分析

分析了缝隙口模中高聚物熔体在不同流动区域的应力场和受力历史对弹性流变效应与挤出物中残余应力的影响,结果表明:成型段之前的压缩段较大地影响着熔体的流动,同时,熔体在成型段中适当的停留时间可以减少挤出物中存在的较大残余应力。

底部开水平缝预应力自复位剪力墙试验设计及结果分析

底部开水平缝预应力自复位剪力墙在墙体与基础连接处的两端对称设置水平缝,中间部分保持正常连接,同时在墙体内设置无黏结预应力钢绞线提供自复位能力。水平缝减少了墙体角部混凝土中拉应力的产生,并引导墙体裂缝仅在连接处开展;中部正常连接部分通过钢筋与混凝土的共同作用提供一定的抗滑移能力,并通过其中钢筋的屈服耗能;无黏结预应力钢绞线通过在弹性范围内变形为剪力墙提供自复位能力。本文介绍了低周反复荷载下底部开水平缝预应力自复位剪力墙的试验设计、试件制作和试验结果。结果表明,底部开水平缝预应力自复位剪力墙试件有较好的自复位能力,且承载力与普通剪力墙相当;相对于传统摇摆墙,耗能能力较好。

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.

基于狭缝光阑的剪切散斑干涉动态测量

为了精确、实时地测量物体表面的动态形变,提出了基于狭缝光阑的空间载波剪切散斑干涉系统。该系统通过倾斜迈克尔逊干涉仪的一个平面镜来产生剪切量和载波频率,实现空间频谱的移动;采用一个可调节的狭缝光阑控制散斑大小和空间频谱宽度。基于傅里叶变换与反变换在空间频率域上提取所需的频谱并计算相位图,最后通过一幅干涉条纹图得到相位分布信息。采用该系统对一个中心加载、四周固支的薄铝板进行了动态测量,分析了光学系统参数对测量结果的影响。结果表明,采用像素尺寸为4.65μm×4.65μm的高分辨率相机,焦距为8mm的成像镜头,设置剪切量为25mm,狭缝光阑X方向的尺寸为1mm时,可得到高质量的剪切散斑相位图。该方法可以在25frame/s的采集速度下,以43.6°的视场角实现动态形变的测量,可测形变峰值为0.5~30μm。

保温墙模带缝剪力墙非线性有限元分析

适应建筑节能、墙材革新等政策的要求,提出一种新型保温承重结构体系——免拆保温墙模带缝剪力墙体系。运用有限元分析程序ANSYS对该体系剪力墙进行非线性分析。通过建立合理的力学模型,模拟分析了在水平荷载作用下带缝剪力墙构件的抗震性能,并与传统剪力墙对比,比较了两种剪力墙的裂缝开展与分布、应力应变特点、刚度、刚度衰减系数及延性系数,通过比较分析了带缝剪力墙在破坏模式、骨架曲线及刚度退化等方面的特点和规律。分析结果表明:开缝可以改变墙体的破坏形态,降低构件的刚度,同时可以提高构件的延性,增大其耗能能力。该文研究成果可以为保温墙模带缝剪力墙的工作性能评价和安全设计提供理论依据。

带双层暗支撑开竖缝剪力墙抗震性能试验研究

通过两个模型的试验研究，比较了带双层暗支撑开竖缝剪力墙与普通剪力墙的抗震性能。

带缝空心钢筋混凝土剪力墙的抗震性能试验研究

通过两种不同配筋方案的四榀带缝空心钢筋混凝土剪力墙模型的拟静力试验 ,探讨了这种剪力墙的破坏机理和变形特征 .试验证明 :带缝剪力墙由于破坏机理改变使其延性及变形能力提高 .同时指出 :改变带缝墙各条带的边部配筋 ,可使墙体抗剪承载力不降低而其延性与变形能力均得到提高 .

四边简支开缝钢板剪力墙抗剪静力性能研究

采用ANSYS软件分析了四边简支的钢板剪力墙和开缝钢板剪力墙在静荷载作用下的力学性能,及影响其极限承载力和初始刚度的主要因素.分析了初始缺陷、边长比、宽厚比及缝间小柱的几何特征(缝间小柱高宽比和开缝宽度)对四边简支开缝钢板剪力墙极限承载力和初始刚度的影响;此外对四边简支的钢板剪力墙和开缝钢板剪力墙的抗剪静力性能进行了比较.