钢筋混凝土网格剪力墙双参数地震损伤模型及损伤分析

为了研究钢筋混凝土网格剪力墙在地震作用下的损伤演化规律,对已有钢筋混凝土构件双参数地震损伤模型进行修正,提出了适用于网格剪力墙的地震损伤模型;利用灰色关联方法,对网格剪力墙试验信息进行分析,确定关键设计参数,给出损伤模型中的组合系数计算公式。研究了剪跨比、轴压比、竖肢宽度和横肢高度等参数对网格墙损伤的影响,得到网格剪力墙主要影响参数与损伤演化的关系。基于所提出的损伤模型,计算了网格剪力墙的损伤指数,根据网格剪力墙构件破坏程度将其划分为基本完好、轻微破坏、中度破坏、严重破坏和倒塌失效5个损伤等级,标定了不同损伤等级的损伤指数区间。

轻钢轻混凝土预制墙体抗剪性能研究

为适应装配式低层住宅结构的发展要求,研发了装配式轻钢轻混凝土结构,该结构主要由轻钢轻混凝土预制墙体提供受剪能力。通过3片轻钢轻混凝土预制墙体的拟静力试验,研究了单侧模板及拼合墙体对轻钢轻混凝土预制墙体抗剪承载力、刚度和耗能能力的影响,结果表明:有单侧模板的预制墙体与无单侧模板的预制墙体抗剪承载力差异不大,初始刚度及刚度退化趋势基本相同。拼合预制墙体的抗剪承载力基本等同于单侧预制墙体,初始刚度及刚度退化趋势也基本相同。基于轻钢轻混凝土预制墙体试件的破坏特征提出了装配式轻钢轻混凝土预制墙体的区格等效斜压杆模型,建立了轻钢轻混凝土预制墙体的抗剪承载力计算公式。

不同网格间距的小剪跨比网格剪力墙抗震性能研究

为研究网格间距对网格剪力墙抗震性能的影响,对两个竖肢中心距不同的小剪跨比网格剪力墙进行了拟静力试验及有限元分析。结果表明:横肢中心距相同、竖肢中心距分别为200 mm及300 mm的网格剪力墙破坏模式不同,竖肢中心距为200 mm的网格剪力墙下部和墙底角部混凝土破坏,破坏模式为剪压破坏;竖肢中心距为300 mm的网格剪力墙沿对角线主斜裂缝错动并产生滑移,破坏模式为剪拉破坏。两个试件的极限位移角均在1/100左右,竖肢中心距为300 mm的网格剪力墙刚度和承载力略大。有限元模拟结果与试验吻合良好,验证了模拟方法的有效性。提出了适用于不同间距网格墙的等效厚度计算方法,网格剪力墙可等效为实体剪力墙计算刚度和承载力。

复合保温钢筋焊接网架混凝土剪力墙在高层建筑中的应用分析

文中结合工程实例,对复合保温钢筋焊接网架混凝土剪力墙的施工工艺流程及施工操作要点进行了介绍,同时分析了工程施工中存在的问题,并从管理体系和质量管控两个方面提出相关对策,希望为同类项目提供参考。

密肋复合墙-剪力墙混合结构水平位移计算方法研究

密肋复合墙-剪力墙混合结构是把密肋复合墙与剪力墙组合起来,形成的一种新型联合抗侧力结构,有效解决了密肋结构在7度及以上地震烈度区建造高度、应用范围受限的问题。对水平荷载作用下复合墙-剪力墙结构的位移计算方法进行研究:依据Timoshenko梁基本理论,将密肋复合墙视为弯剪型悬臂墙,同时考虑其弯曲变形和剪切变形,采用变形连续化方法建立了结构体系的位移微分方程,以常见倒三角形荷载为例推导了密肋复合墙弯曲变形、剪切变形和结构总水平位移的解析表达式。算例分析表明:复合墙-剪力墙结构与框剪结构的刚度特征值、位移公式完全相容,后者可视为前者在复合墙抗弯刚度取无穷大时的一种特殊表现形式;结构侧移曲线呈现弯曲变形为主的弯剪型特征,但复合墙的剪切变形在总变形中占有一定比重,不应忽略。研究工作为复合墙-剪力墙结构的内力计算和抗震设计提供了基础。

密肋网格防屈曲钢板剪力墙结构性能试验研究

为了研究密肋网格防屈曲构件对钢板剪力墙结构性能的影响,对设置防屈曲构件和不设置防屈曲构件的两榀三层钢板剪力墙结构进行了拟静力试验研究。对比分析两种结构的滞回性能,破坏模式,以及承载力、耗能和刚度等力学性能指标。研究表明:在不考虑肋条对内填板嵌固的基础上,需对密肋网格防屈曲钢板剪力墙肋板间距以及肋板刚度进行构造设计;相比于不设置防屈曲构件的钢板剪力墙,密肋网格防屈曲钢板剪力墙结构,避免了结构滞回环体的捏缩现象和墙板的整体呼吸效应,极大减弱了墙板的声响和震颤现象,降低了边框柱的破坏程度;墙板破坏为小区格内板件和边缘板件的局部屈曲,肋板未发生破坏;设置防屈曲构件结构的承载力和耗能量分别提高24%和20%,位移延性系数降低28%。

SRC框格复合墙抗剪承载力计算及影响因素分析

SRC框格复合墙是在普通RC密肋复合墙基础上结合型钢混凝土概念而提出来的一种复合墙板,以轻钢龙骨代替框格内原有纵向受力钢筋,通过焊接或螺栓连接在梁柱轻钢龙骨节点处实现刚性或半刚性连接。在SRC框格复合墙模型试验基的础上,利用ANSYS程序对墙体受力过程进行了非线性有限元分析,提出了SRC框格复合墙抗剪承载力的实用计算公式,并对框格含钢率、轻钢强度等影响因素进行了有限元分析。研究结果表明:所提出的SRC框格复合墙抗剪承载力计算公式,与非线性有限元计算结果吻合较好,能够适应框格含钢率等不同因素变化的计算精度要求;提高肋梁中轻钢强度或含钢率可以有效提高墙体抗剪承载力,而不宜单独采用提高混凝土强度的方法。

钢框架-密肋网格复合钢板剪力墙结构抗震性能研究

对一榀单跨两层钢框架-密肋网格复合钢板剪力墙结构进行拟静力试验研究,系统分析结构的受力机制、破坏模式和耗能机理,得到承载力、刚度及耗能能力等指标,评价该种结构体系的抗震性能。基于稳定理论,推导保证墙板不发生整体面外剪切屈曲的肋条最小刚度限值计算公式。结果表明:结构在弹性阶段主要依靠墙板的剪切机制和钢框架共同承担水平荷载,非弹性阶段区格中钢板的对角拉力带为结构提供侧向承载能力;当肋条刚度满足一定条件时,能够有效地避免墙板的整体面外屈曲,提高结构的弹性刚度,克服滞回曲线的"捏缩"效应,减小钢板的噪音及震颤,显著增强结构的耗能能力,使结构具有更好的舒适性,便于推广应用;框架与钢板墙协同工作良好,结构塑性变形能力强,安全储备高,是一种优良的抗侧力体系;破坏模式为各区格中的钢板撕裂,拉力带效应明显,边框架柱脚及边框架梁端形成塑性铰。

抗弯钢框架-密肋网格复合钢板墙抗侧力体系抗震性能理论与试验研究

提出了密肋网格复合钢板剪力墙,并与抗弯钢框架相结合,充分发挥各自的性能。从理论和试验两个方面对其抗震性能进行了研究。其中理论分析主要研究了密肋网格复合钢板剪力墙的受力机制,提出了密肋网格板的构造措施,并通过有限元模型分析了其受力性能;试验研究主要针对一榀双跨两层抗弯钢框架-密肋网格复合钢板剪力墙试件进行拟静力试验,考察其在低周反复荷载作用下的侧向刚度及承载性能、滞回特性、耗能能力及破坏特性等,评价了该体系的抗震性能。研究表明:该体系在弹性阶段主要依靠墙板的剪切机制和钢框架共同承担水平荷载,非弹性阶段区格中钢板的对角斜向拉力带为结构提供侧向承载能力;密肋网格板避免了墙板发生整体剪切屈曲,限制了钢板的面外变形值,提高了其弹性刚度,缓解了墙板拉力带对边框架柱的附加弯矩,保护了主要受力构件,克服了滞回曲线的捏缩现象,显著增强了其耗能能力;钢框架与密肋网格复合钢板剪力墙具有良好的协同工作性能,体系变形能力强,大变形状态下具有稳定的承载性能,安全储备高,是优秀的抗侧力体系;破坏模式为区格中钢板屈曲屈服并撕裂,拉力场效应明显,钢框架梁端及钢框架柱底形成塑性铰。

小高层钢网格盒式-剪力墙组合结构体系抗震性能分析

为研究钢网格盒式-剪力墙组合结构体系在小高层住宅中应用的适用性,以某钢网格盒式-剪力墙组合结构工程为例,对其抗震性能进行分析。结果表明,钢网格盒式-剪力墙组合结构体系与钢框架-剪力墙组合结构体系相比,不但具有更好的整体性和刚度,而且用钢量小。此外,对钢网格盒式-剪力墙组合结构中空腹楼板模型按照实际情况建模与传统的按抗弯刚度等代成实腹梁建模的方法进行了比较,结果表明:按等代建模方法计算得到的整体刚度偏大。

外框密肋复合墙抗剪机理及承载力计算

在外框密肋复合墙低周反复荷载试验的基础上,对墙体的抗剪机理进行了分析;依据极限平衡理论引入砌体抗剪承载力影响系数和框格承载力影响系数,同时考虑RC框格与填充砌块之间的相互作用;提出了外框密肋复合墙抗剪承载力计算公式;本文公式计算结果与试验结果、有限元数值模拟结果进行了比较。研究表明:本文基于水平薄弱层破坏建立的外框密肋复合墙抗剪公式较传统基于斜截面破坏建立的抗剪公式具有更明确的物理意义;本文公式计算精度较高,与试验结果、有限元数值模拟结果相差不到10%。

钢网格墙结构抗震性能及布置优化

提出由边缘约束梁柱和双层斜向条型钢构件组成的钢网格墙结构,通过对1∶2缩尺的T型钢和槽钢钢网格墙结构模型进行低周往复试验和有限元模拟,研究钢网格墙结构的抗震性能及受力机理,并基于工程实际对其内嵌钢网格布置进行了优化建议.结果表明:钢网格墙具有良好的刚度、延性和承载能力,且T型钢钢网格墙性能优于槽钢钢网格墙;受侧向力时中部型钢率先屈服,而后向两侧延展;试件破坏方式为单根条型钢构件与鱼尾板连接处断裂,其余型钢仍可承载;试件破坏时的层间位移角均大于1/50,试件在每级荷载循环后的强度退化系数均在0.92以上,结构受力性能稳定;有限元模型能较好地模拟钢网格墙性能,试件有限元模拟的峰值荷载最大误差为13%;内嵌型钢网格抗侧力及耗能的占比均高于48%,能够较好地与钢框架协调抗侧及耗能,对结构主体在侧向力作用下有一定保护作用;前期耗能主要由内嵌钢网格提供,随着型钢残余变形及受压屈曲,钢网格耗能占比逐渐减小;提出了两侧型钢鱼尾板连接处互不干扰原则、最小水平角距及最小竖直角距概念、均布约束准则,可通过调整最小水平角距实现合理的钢网格墙布置.

单层建筑大砌模网格墙抗震性能试验研究

保温砌模现浇钢筋混凝土网格剪力墙结构是一种新型模板保温一体化的住宅建筑结构体系。为将其用于单层农村住宅,提出一种在保证结构安全的前提下可降低工程造价的大砌模低配筋网格墙结构。通过1个试件的拟静力试验,研究大砌模低配筋网格墙的破坏形态、承载能力、变形能力等抗震性能,为工程应用提供试验依据。试验结果表明:大砌模低配筋网格墙的破坏形态为横肢两端出现竖向裂缝或交叉斜裂缝,竖肢水平开裂,两端根部混凝土压碎脱落;试件的承载力满足8度抗震设防要求。

密肋网格约束型钢板剪力墙结构抗震性能试验研究

为研究密肋网格约束型钢板剪力墙结构的抗震性能,通过对一榀密肋网格约束型钢板剪力墙结构的拟静力试验研究,获取了结构的滞回曲线、骨架曲线及各阶段荷载和位移值.试验分析了结构的破坏模式,滞回性能、延性、承载能力及耗能等抗震性能指标.试验结果表明:密肋格板将钢板分成小区格板件,减小了墙板的高厚比,有效规避了薄板墙的声响和震颤现象,避免了滞回环体的捏缩现象,降低了边框柱的破坏程度.墙板变形以小区格板件的局部屈曲为主.

半刚性框架-密肋防屈曲钢板剪力墙试验研究及数值模拟

提出了一种半刚性框架-密肋防屈曲钢板剪力墙,并对该结构进行了低周反复试验,研究了其滞回曲线、骨架曲线、延性及耗能性能.试验结果表明该结构具有较高的抗侧刚度、承载力和稳定的耗能能力.并在试验研究的基础上,通过ABAQUS对该结构进行了有限元模拟,在承载力、层间位移、破坏形式等方面与试验结果吻合较好.并且通过有限元模拟了非加劲、加劲板的弹性屈曲荷载,其模拟结果与理论值、《高层民用建筑钢结构技术规程》规定值接近,表明密肋的设置有效地避免了内填板的整体屈曲,保证了内填板剪切屈服先于弹性屈曲.该研究为其理论分析和工程应用提供了依据.

广州南沙青少年宫结构设计

广州南沙青少年宫主体采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系,平、立面及空间关系均较为复杂。为适应建筑功能及造型需要,结构设计在中庭入口处设置了跨度约55m的弧形桁架,支承两层约46m×26m的正交钢网格空腹桁架楼盖。室内二层新颖独特的S形反对称连廊,采用单侧悬挂方式使结构内力自平衡;在突出各肢结构适当位置设置屈曲约束支撑(BRB),改善了结构扭转效应,同时也提高了中大震下的抗震性能。重点论述了结构选型思路,以及针对中庭大跨无柱空间、S形悬挂连廊、超长楼盖等结构复杂情况采取的计算分析和性能化加强措施。结果表明:结构整体屈服机制合理,实现了多道抗震设防目标;中庭大跨无柱空间结构协同受力良好,结构安全度高;单侧悬挂S形连廊受力合理,舒适度满足要求。

半刚性框架-密肋网格不同屈服点薄钢板剪力墙时程分析研究

采用有限元软件ABAQUS对内填墙板屈服强度分别为100 N/mm^2、160 N/mm^2和235 N/mm^2的半刚性框架-密肋网格钢板剪力墙进行动力时程分析。对三个模型在大震下的层间位移角、墙板面外变形、应力反应、加速度响应及层间剪力等进行了对比研究。结果表明:大震下屈服点越低的墙板越早进入塑性状态并开始屈服耗能,其层间位移角及相应的平面外塑性变形越大,刚度退化越明显。同时,内填墙板仅出现局部屈曲,且先于周边框架进入塑性阶段,梁、柱及节点未发生明显变形,结构未发生整体面外屈曲,受力模式符合"强框架、弱墙板"的设计理念,密肋网格的设置提高了墙板的面外约束刚度,限制了墙板的平面外变形。

装配式交叉密肋钢板剪力墙参数影响分析

提出装配式交叉密肋钢板剪力墙结构,利用有限元分析方法建立纵横密肋钢板剪力墙试验有限元模型,验证建模方法的有效性及可靠性;建立交叉密肋钢板剪力墙有限元模型,选取内嵌钢板高厚比、密肋钢板网格尺寸2个参数进行变参分析,对比各系列试件的滞回曲线、黏滞阻尼系数、骨架曲线及刚度退化情况,分析内嵌钢板墙几何参数对交叉密肋钢板剪力墙滞回性能的影响,并给出两参数的合理取值范围。结果表明:内嵌钢板高厚比λ≥500时,试件耗能能力、侧向承载能力及延性等性能随内嵌钢板高厚比的减小而显著提升,当λ<500时,上述性能提升幅度不明显,内嵌钢板高厚比λ建议取值500~600;交叉密肋网格尺寸对试件滞回性能影响显著,试件各项性能随交叉密肋网格尺寸的减小而提升,且提升幅度与网格尺寸减小幅度呈正相关,交叉密肋网格肋板条数建议取值小于等于5×5。

保温墙体抗震承载能力有限元分析

应用有限元软件ANSYS建立二层网格墙体承重结构模型,分析在天津波和EL Center波地震加速度作用下结构的顶点位移和层间位移角,并借鉴现有规范计算结构在地震作用下的受剪承载力,得出承载力计算公式。

装配整体式网格剪力墙压弯承载力计算方法

通过6榀装配整体式网格剪力墙试件的低周反复荷载试验,研究了预制墙板竖向钢筋连接方式、竖向接缝形式,布筋方式对墙体抗震性能及压弯承载力的影响,试验结果表明:6榀墙体均发生以竖向边缘构架破坏为主的弯曲型破坏;预制墙板竖向钢筋采用预埋件焊接时,能有效提升墙体的承载力;预制墙板竖向接缝形式对墙体的承载力影响不大;井字形布筋墙体的承载力及延性略大于其他类型布筋墙体。基于平截面假定,充分考虑预制墙板可靠连接钢筋作用,忽略未连接钢筋作用,建立墙体在开裂、屈服、峰值、极限状态弯矩-曲率计算方法,并对影响其各阶段承载力计算公式的因素进行分析。结果表明,所建立的弯矩-曲率计算公式能较为准确地描述装配整体式网格剪力墙各阶段的荷载-变形关系,计算值与试验结果吻合较好。