不同剪跨比下低矮开洞剪力墙抗震性能试验

核电厂房的剪力墙具有剪跨比低和配筋率高的特点,为满足人员通行以及设备管道的布置,需要在剪力墙中开设洞口,然而,关于低矮开洞剪力墙抗震性能的研究比较有限。为此,设计3个1∶2.7的大比例尺低矮钢筋混凝土剪力墙试件,通过拟静力试验研究剪跨比对此类剪力墙抗震性能的影响。研究内容包括试件的破坏模式、滞回曲线、延性系数、刚度退化、耗能能力和变形能力等方面的分析和讨论。结果表明:低矮开洞剪力墙的破坏主要是由墙肢的斜向主裂缝宽度明显增大引起,导致承载力快速下降;剪跨比的减少使得低矮剪力墙的承载力、刚度和单圈耗能效果增加,但变形能力和极限位移显著降低,从而导致累计耗能较小;剪跨比较小的试件容易在洞口上方产生塑性铰,随后连梁的转动会导致洞口附近的混凝土压碎,且剪切效应较显著。此外,小洞口的存在会产生严重的不对称性,影响其抗震性能。

双轴荷载作用下工字形钢筋混凝土矮墙的抗剪承载力研究

为研究双轴荷载作用下工字形钢筋混凝土(RC)矮墙的抗剪承载力,运用DIANA有限元软件对单轴、“8”字形和“十”字形3种加载制度下的工字形RC矮墙的抗震性能进行数值模拟。分析翼缘宽度、轴压比、翼缘纵筋配筋率和腹板纵筋强度对其抗剪承载力的影响。研究表明,双轴加载路径下工字形RC矮墙存在较为明显的双轴耦合效应,其中“8”字形加载下双轴耦合效应最为明显。在一定范围内,工字形RC矮墙在2个主轴方向上的抗剪承载力均随着翼缘宽度、轴压比、翼缘纵筋配筋率和腹板纵筋强度的增加而增加。

带SRC边框低剪力墙的抗震性能试验研究

根据５片带ＳＲＣ边框、１片带ＲＣ边框低剪力墙试件在恒定竖向荷载和低周反复水平荷载下的试验，对带ＳＲＣ边框低剪力墙的抗震性能进行了初步研究。探讨了带ＳＲＣ边框低剪力墙的破坏形态、变形能力、耗能性能，提出了其抗剪承载力的计算公式。

近海大气环境下低矮RC剪力墙抗震性能试验

为了解近海大气环境下低矮RC剪力墙的抗震性能,采用人工气候实验室对6片剪跨比1.0的低矮RC剪力墙试件进行模拟近海大气环境腐蚀试验,进而对其进行拟静力试验,得到不同轴压比和不同锈胀裂缝宽度下腐蚀试件的滞回曲线,绘制出各个试件的骨架曲线,分析轴压比和锈胀裂缝宽度对腐蚀试件强度、刚度、延性、耗能能力等抗震性能指标的影响.结果表明:随轴压比增加,腐蚀试件的承载力和刚度不断提高,而延性和变形恢复能力却降低,表明在近海大气环境下对低矮RC剪力墙进行抗震设计时需要严格控制其轴压比;随锈胀裂缝宽度的增加,试件的开裂荷载和峰值荷载不断降低,刚度、延性和耗能能力均变差,当遭受腐蚀较为严重时,脆性破坏更为显著,说明在近海大气环境下低矮RC剪力墙内部钢筋锈蚀越来越严重,抗震性能越来越差.

氯离子侵蚀下低矮RC剪力墙抗震性能试验研究

基于人工气候环境模拟技术,对5榀低矮RC剪力墙试件进行加速腐蚀试验,继而对其进行拟静力加载试验,研究氯离子侵蚀下锈蚀程度对低矮RC剪力墙承载能力、变形能力及剪切变形占总水平位移比等的影响规律。结果表明:在氯离子侵蚀作用下,低矮RC剪力墙沿暗柱纵筋方向的裂缝数量较暗柱箍筋和分布筋多,宽度更宽;当水平分布筋锈蚀率从0%增大到16.56%时,试件承载能力、总体变形能力、延性等方面则均有不同程度的退化,其中承载力削弱了12.6%,延性降低了23.0%,且开裂、屈服和峰值特征点下剪切变形占总水平变形比均逐渐增大,三个特征点平均剪切变形占比从22%提高到36%,破坏时剪切破坏特征愈加明显。该文所得研究成果可为氯离子侵蚀作用下锈蚀低矮RC剪力墙构件的抗震性能研究和含低矮RC剪力墙结构的全寿命周期抗震性能评估提供理论支撑。

冻融损伤低矮RC剪力墙数值模拟方法

出于冻融环境下RC剪力墙结构抗震性能评估的需要,通过理论分析与试验回归相结合的方法对8榀冻融损伤低矮RC剪力墙拟静力试验结果进行分析,得到了综合考虑冻融损伤参数和轴压比影响的低矮RC剪力墙剪切恢复力模型,进而提出了考虑不均匀冻融损伤分布组合剪切效应的低矮RC剪力墙数值模拟方法。通过模拟结果与试验结果对比发现:采用该模拟方法得到各试件的滞回曲线、骨架曲线以及最终破坏时的累积耗能均与试验结果符合较好,表明该文所提出的数值模拟方法可较为准确地反映冻融损伤低矮RC剪力墙的力学性能和抗震性能,可用于严寒地区在役RC剪力墙结构的抗震性能评估。

带边框RC低矮抗震墙实用计算方法

带边框低矮抗震墙在建筑结构设计中应用广泛,其受力性能复杂,在地震作用下一般发生剪切破坏。以试验研究及有限元分析结果为基础,分析了带边框低矮抗震墙的承载机理。利用等效斜压杆的方法,给出了无洞及开洞带周边框架RC低矮抗震墙的受剪承载力和不同受力阶段刚度的计算公式,并与试验结果进行了比较。研究结果可供设计计算时参考。

钢筋混凝土低矮抗震墙试验研究

本文内容为钢筋混凝土低矮抗震墙的试验研究。全过程分析所得结果与试验数据符合良好,可靠地反映出抗震墙的基本性能。对抗震墙的极限强度提出了实用计算公式,计算值与本文及国外共61个试件的试验结果相当吻合,可用于实际设计。

冻融环境作用下低矮RC剪力墙抗震性能试验研究

采用人工气候快速冻融试验方法,对4个实际剪跨比为1.14的低矮RC剪力墙试件进行冻融试验,进而对其进行低周反复加载试验,研究低矮RC剪力墙经不同冻融循环作用后其抗震性能的衰减规律.以承载力、延性系数、塑性转角、强度衰减、刚度退化和累积滞回耗能等指标为参数,探讨冻融循环次数对低矮RC剪力墙抗震性能的影响.结果表明:暗柱和墙体分布钢筋可以约束冻胀裂缝的开展,延缓冻融循环作用对墙体造成的破坏;冻融循环作用会引起低矮RC剪力墙的破坏模式由弯曲为主的弯剪破坏向剪切为主的弯剪破坏转变;冻融循环作用下低矮RC剪力墙抗震性能指标退化规律为:随着冻融循环次数的增加,水平抗剪承载力显著降低,位移延性系数和塑性转角显著增大,强度退化速率加快,耗能能力逐步变差.

再生混凝土低矮剪力墙抗震性能有限元分析

基于再生混凝土低矮剪力墙抗震性能试验结果及分析的基础上,通过非线性有限元软件MSC.Marc(2011)对6片再生混凝土低矮剪力墙进行了数值模拟并得到了构件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线及各墙体的初始刚度、极限承载力、位移延性系数等.有限元模型中墙体及钢筋采用分离式有限元模型进行建模,其尺寸均按照试验实际尺寸确定.数值模拟结果与试验结果对比分析表明应用有限元软件MSC.Marc(2011)可对再生混凝土低矮剪力墙的设计及抗震性能研究提供参考和依据.

冻融损伤低矮RC剪力墙抗震性能与骨架曲线计算模型

为探究冻融环境下低矮RC剪力墙抗震能力的变化,在8根剪跨比为1.14的低矮RC剪力墙冻融循环试验与拟静力试验的基础上,对其展开了对比分析与归纳总结,详细阐述了冻融循环次数FTCs、轴压比n、混凝土强度f对冻融损伤低矮RC剪力墙抗震性能以及各特征状态变形与受力的影响。以相对动弹性模量R作为混凝土遭受冻融损伤劣化的力学指标,建立了可定量化表征混凝土冻融损伤程度的冻融损伤参数D计算模型,进而构建了考虑D和轴压比n作用的剪力墙骨架曲线计算模型。对比结果表明:采用该计算模型所得计算结果与实测结果吻合良好,所建立的骨架曲线计算模型可用于标定拟静力下冻融损伤低矮RC剪力墙的变形与荷载。

高轴压比下小剪跨比剪力墙的抗震性能试验研究

通过5片不同轴压比下小剪跨比剪力墙构件的低周反复荷载试验,研究了高轴压比对小剪跨比剪力墙的破坏模式、受剪承载力、延性、刚度特征及耗能能力的影响,并对加载全过程中剪力墙腹板双向钢筋的受力情况及传力机制进行分析。研究结果表明:所有构件均发生了剪切破坏,并在高轴压力作用下发生了平面外的错动;高轴压比阻碍了裂缝的产生及发展,提高了构件的受剪承载力,但在构件达到峰值荷载后,强度和刚度退化剧烈,极限位移小,提高边缘约束构件配箍率可以有限地提高构件的变形能力、延性及耗能能力,但对破坏模式、传力机制的影响不大。轴压比对构件的传力机制有着显著的影响,当轴压比较小时,桁架作用明显,水平钢筋与竖向钢筋对受剪承载力的贡献相当,均能充分发挥作用;当轴压比较高时,拱作用明显,水平钢筋未能充分发挥作用,对受剪承载力的贡献有限,竖向钢筋主要对拱作用有贡献。

锈蚀低矮钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

模拟近海大气环境对5榀不同设计参数的低矮RC剪力墙试件进行加速锈蚀试验,达到预期锈蚀目标后,对锈蚀试件进行拟静力试验,旨在研究不同水平分布筋间距和不同暗柱纵筋直径对锈蚀低矮RC剪力墙承载力、变形能力及剪切滞回特性等抗震性能的影响.结果表明:沿暗柱纵筋的锈胀裂缝较沿水平分布筋和暗柱箍筋的宽,而水平分布筋和暗柱箍筋的锈蚀率则比暗柱纵筋的大;随着水平分布筋间距的减小,锈蚀试件剪切破坏程度降低,剪切变形减小,而试件承载力、延性和耗能分别有不同程度的提高,其中以延性提高幅度最大;随着暗柱纵筋直径的增大,锈蚀试件受弯能力得到较大提升,剪切破坏程度增加,剪切变形增大,试件承载力、延性和耗能亦分别有不同程度的提高,其中承载力提高最多,延性和耗能提高相对较少.

冻融损伤低矮钢筋混凝土剪力墙恢复力模型研究

为研究严寒地区钢筋混凝土剪力墙的力学性能,对经历冻融循环作用的8片低矮钢筋混凝土剪力墙进行了拟静力试验研究。综合考虑冻融循环次数、混凝土抗压强度和轴压比对剪力墙承载力和延性的影响,以动弹性模量定量表征混凝土冻融损伤程度的冻融损伤变量D,建立剪力墙的骨架线特征点荷载（位移）修正系数计算模型。考虑累积损伤效应造成的承载力和刚度退化,引入循环退化指数βi,提出了适用于遭受冻融循环的低矮钢筋混凝土剪力墙的滞回规则,进而建立了考虑冻融循环损伤作用的低矮钢筋混凝土剪力墙恢复力模型。选取4榀经历不同冻融循环次数的低矮钢筋混凝土剪力墙验证该恢复力模型的准确性,计算其滞回曲线和累积滞回耗能值并与试验值进行对比,吻合情况较好。研究所建立的恢复力模型具有较好的精度,可为严寒地区剪力墙结构的弹塑性分析提供理论依据。

钢筋混凝土低剪力墙静力非线性计算分析

以低矮剪力墙为研究对象,分析弯矩、剪力和轴力的耦合作用对低矮剪力墙变形和受力性能的影响,并基于修正压力场理论研究剪切效应的作用。弯矩和轴力的影响仍采用截面分析法。基于材料单轴本构模型多垂直杆模型,引入钢筋混凝土板单元,利用Open Sees分析平台,以此来实现墙体在多重内力作用下的耦合影响。与试验结果的比较研究表明,提出模型能够较准确模拟单调荷载作用下低矮剪力墙的变形和承载力,数值分析结果也能够较好地反映墙体由于剪切变形引起的强度和刚度退化规律,验证了本计算模型的有效性。

基于薄膜元理论的RC低矮剪力墙破坏机理与配筋研究

采用基于薄膜元理论建立的有限元模型对RC低矮剪力墙的受力行为进行了全过程模拟分析,从应力应变层面阐述了此类构件的损伤演化过程和破坏机理,探讨了配筋率及配筋方式对其受力性能的影响。结果表明:随着剪跨比的减小,剪力墙微元体中剪应力与正应力之比增大,主应力角趋向于45°;随着横向配筋率的提高,弯曲作用明显增强,裂缝宽度和倾角相应减小,在截面尺寸较大时,易发生弯剪破坏,截面尺寸较小时,则往往发生由受拉裂缝引起的剪切滑移破坏。在RC低矮剪力墙设计和加固时,在同等配筋率下宜选择配置斜向支撑以提高墙体的承载力和延性,并改善其破坏形态。