钢筋混凝土剪力墙塑性铰长度

在基于性能的结构抗震设计框架内,塑性铰长度的大小能反映相应的剪力墙延性和耗能能力的强弱,同时也是衡量结构抗震性能的重要指标。本文采用MSC.Marc建立了钢筋混凝土剪力墙的精细有限元分析模型,并采用试验数据对分析模型进行验证,有限元计算结果与试验结果吻合较好,说明了本文剪力墙有限元模型的合理性。在此基础上,研究了剪力墙截面高度、剪力墙高度、轴压比、中间墙体横向分布钢筋的配筋率、混凝土强度、纵向钢筋强度、边缘约束构件纵向钢筋配筋率等参数对塑性铰长度影响。分析结果表明,剪力墙塑性铰长度随着剪力墙截面高度、剪力墙高度、边缘约束构件纵向钢筋配筋率的增大而增大,随着轴压比、水平分布钢筋配筋率、混凝土强度、纵向钢筋强度的增大而减小。其中剪力墙截面高度、剪力墙高度和轴压比是主要的影响因素。基于参数分析结果提出了一个计算剪力墙塑性铰长度的简化公式,简化公式计算结果与试验结果吻合良好,表明简化计算公式合理可靠,可供工程设计参考。     

带型钢边缘约束构件的预制墙片抗震性能分析

在预制钢筋混凝土剪力墙中采用型钢边缘约束构件,一方面提高了墙体的抗震性能,另一方面利用型钢作为上下层墙体之间的连接便于现场施工。首先介绍了新型墙体的抗震试验,然后建立非线性有限元模型模拟了试验构件在轴压和水平循环往复荷载下的力学行为,再现了构件损伤破坏的全过程,最后进行参数分析研究了型钢面积率对构件整体性能的影响。分析结果表明,带型钢边缘约束构件的预制钢筋混凝土墙片的承载力、延性及耗能能力均是普通钢筋混凝土剪力墙的1.5倍,且承载力和延性与型钢板厚度成正比,但增加型钢板厚对构件整体耗能能力提高不大,因此在设计时需综合考虑承载能力和耗能能力的要求选择合适的板厚。     

型钢混凝土剪力墙轴压比计算及其限值研究

型钢混凝土剪力墙构件具有良好的抗震性能，已在高层和超高层建筑中得以广泛应用。然而我国规范中，对这种结构的轴压比计算方法及限值问题没有给出针对性的条文，在工程实践中，设计人员只能套用普通混凝土剪力墙的相关规定，限制了这种新型结构的推广。本文通过ANSYS程序分析了若干在轴向压力作用下的型钢混凝土剪力墙构件，得到了墙底截面处型钢与混凝土的应力分布情况，从而推导出型钢混凝土剪力墙构件的轴压比计算公式；另外，通过构件低周反复加载试验与计算机数值仿真技术相结合的方法，分析了型钢混凝土剪力墙构件的轴压比限值问题，并提出了设计建议。     

型钢混凝土剪力墙的抗震性能研究

型钢混凝土剪力墙(亦称为SRC剪力墙)是一种新型的剪力墙,其抗弯承载力、抗剪承载力及延性均好于普通剪力墙。本文简要总结了近年来国内外关于型钢混凝土剪力墙抗震研究的成果。在此基础上,进行了较高轴压比下内藏钢桁架混凝土组合高剪力墙的抗震性能试验研究。试验研究表明,内藏钢桁架的存在明显改善了高轴压比下型钢混凝土高剪力墙的抗震性能。     

截面中部配置型钢的混凝土剪力墙抗震性能研究

本文通过试验研究了型钢混凝土(SRC)剪力墙的抗震性能,对16个试件进行了低周反复加载试验,得到了这些构件的延性比;研究了高宽比等参数对型钢混凝土剪力墙抗震性能的影响。在试验中,研究了在中部配置型钢的型钢混凝土剪力墙,结果表明这种新型的型钢混凝土剪力墙具有更好的抗震性能。在试验的基础上,本文建立了型钢混凝土剪力墙恢复力骨架曲线的数学模型,为分析高层结构的非线性地震反应分析提供了基础数据。     

新型装配整体式墙体抗震性能试验研究

文中针对北京市建筑设计研究院有限公司提出的两种新型装配整体式剪力墙结构连接构造设计了两组墙片试验。试验墙片采用预制构件,并预埋连接件。装配时,墙片之间利用预埋件焊接连接,称为干式连接;上下层墙片之间采用现浇方式与楼板连接在一起,这种方法增强了墙体的整体性,可大幅度降低混凝土现场湿作业量。本文设计了两组墙片试验,第1组试验检验墙片竖缝位置干式连接方式的抗震性能;第2组试验体检验型钢边缘约束构件、型钢抗剪键和高强度灌浆料后浇带的连接性能。两组试验各建造两个试验体,第1组两个试验体相同,第2组两个试验体分别采用不同的轴压比。试验结果表明:干式连接方式可以充分传递截面上的剪力,使腹板墙和翼缘墙协调工作;采用型钢的约束边缘构件具有较好的延性,有效地延缓了墙片角部的破坏。     

高轴压比下钢桁架-混凝土组合剪力墙抗震研究

轴压比是剪力墙抗震设计中一个重要的控制因素，它直接关系到剪力墙的抗震性能。简要介绍了钢筋混凝土剪力墙和型钢混凝土剪力墙抗震研究的有关成果，重点介绍了轴压比对剪力墙抗震性能的影响。进行了3个1／3缩尺的剪力墙的抗震性能试验研究，包括1个普通混凝土剪力墙、1个内藏钢框架混凝土组合剪力墙和1个内藏钢桁架混凝土组合剪力墙。试验表明：在高轴压比情况下，内藏钢框架、内藏钢桁架混凝土组合剪力墙的抗震性能比普通混凝土剪力墙明显提高。     

钢筋混凝土剪力墙的变形能力及基于性能的抗震设计

影响钢筋混凝土剪力墙变形能力的主要因素包括高宽比r、轴压比n、边缘约束构件约束程度等.本文首先建立了钢筋混凝土剪力墙端部约束构件的配箍特征值λvw、轴压比n、高宽比r与剪力墙极限位移Δuw之间的关系,即λvw-n-r-Δuw关系,然后通过7个研究机构所进行的钢筋混凝土剪力墙试验对该关系进行了验证.在此关系的基础上,本文提出了钢筋混凝土剪力墙基于性能的抗震设计方法.根据本文方法,设计者可以在已知层间位移角需求θ及确定损伤指标Dw的情况下对剪力墙端部约束构件进行配箍.本文最后通过一算例详细介绍了该方法的设计过程.     

型钢混凝土压弯构件受力性能数值模拟及影响参数分析

准确地预测地震荷载作用下型钢混凝土压弯构件的受力性能,对评估带有该类构件的超高层建筑结构的震害程度和分析其地震安全性具有重要意义。因型钢混凝土压弯构件复杂的材料特性和受力行为,在反复荷载作用下其受力性能的数值模拟尚存欠缺。本文采用开源有限元结构分析软件Open Sees,基于柔度法纤维模型,将型钢混凝土压弯构件中的混凝土按受约束情况,划分为3部分:箍筋以外的无约束混凝土,受型钢翼缘约束的强约束混凝土,位于上述两者之间的弱约束混凝土,并确定了相应的钢和混凝土材料本构模型,给出了型钢混凝土压弯构件数值模拟方法。采用该方法对低周反复荷载作用下9个不同轴压比的型钢混凝土压弯试验构件进行了全过程有限元数值模拟。得到的数值模拟结果与试验结果吻合较好,表明本文所建立的型钢混凝土压弯构件的数值模拟模型和方法是合理、可行的,达到了精度和效率的统一,可进一步推广应用到带有该类构件的大型复杂超高层建筑结构的动力非线性分析中。采用本文模型和方法还分析了轴压比、混凝土强度等级、型钢强度等级和含钢率等对构件骨架曲线的影响,结果表明这些参数均对型钢混凝土构件的刚度、强度和延性有不同程度的影响。     

CFRP加固一字形竖缝耗能预制剪力墙抗震性能研究

以一字形竖缝耗能预制剪力墙作为研究对象,设计了3个装配式剪力墙试件及1个现浇剪力墙对比试件,进行低周往复荷载试验,并对破坏墙体进行CFRP加固,再次进行拟静力试验。试件变化参数包括轴压比、混凝土强度等级及配筋率,对比分析加固前后试件滞回性能、刚度退化、承载力和耗能能力等性能。试验结果表明,与现浇剪力墙相比,一字形竖缝耗能预制剪力墙工作性能良好,阻尼器屈服耗能提高了试件整体工作性能;CFRP加固可有效抑制墙体斜裂缝的发展,对墙体承载力及耗能能力均有显著改善作用;各试件均满足剪力墙弹塑性层间位移角限值要求,延性较好;试件整体表现出良好的抗震性能。     

内置钢板钢筋混凝土组合剪力墙数值模拟

内置钢板钢筋混凝土组合剪力墙具有良好的抗震性能,目前已在超高层建筑中得到越来越多的应用。采用OpenSees程序对普通钢筋混凝土剪力墙和钢板组合剪力墙试验构件进行模拟分析,验证了建模与分析方法的合理性与准确性,分析结果表明,该方法能够较好地模拟组合剪力墙的弹塑性行为。分析了轴压比和配钢率这两个关键参数对内置钢板组合剪力墙抗震性能的影响。计算结果表明,与普通钢筋混凝土剪力墙相比,内置钢板可以明显提高构件的承载力、延性和滞回耗能;轴压比和配钢率对组合剪力墙的抗震性能有较大影响。     

轻钢骨混凝土剪力墙延性的非线性有限元分析

轻钢骨混凝土剪力墙结构作为新型结构在工程界要得到认同并推广使用,必须对该结构的各项性能指标进行系统的试验研究和理论分析。本文应用ADINA有限元软件对轻钢骨混凝土剪力墙延性进行非线性有限元分析,根据不同的高宽比、轴压比、轻钢骨配筋率以及端部配筋模型的计算结果,对该结构体系的延性及其破坏形态进行综合分析,并对轻钢骨混凝土剪力墙轴压比设计提出建议。分析结果表明,高宽比主要控制轻钢骨混凝土剪力墙的破坏形态,轴压比对其结构的延性的影响最为显著,而端部配筋对其延性影响不大。     

边缘约束构件对钢筋混凝土剪力墙抗震性能的影响

钢筋混凝土剪力墙是高层建筑中的主要抗侧力构件，边缘约束情况是影响剪力墙抗震性能的一个重要因素。为研究边缘约束构件对钢筋混凝土剪力墙抗震性能的影响，本文进行了三片边缘约束情况不同的钢筋混凝土剪力墙的低周反复试验，并对试验结果进行了分析，分析内容包括：破坏形态、水平承载力、位移延性系数、刚度退化、抗震耗能能力等方面。研究结果表明，合理地设置边缘约束能够扩大塑性破坏区域，提高试件的水平承载力，改善其抗震耗能性能。研究进一步发现，边缘纵筋配筋率在提高试件的水平承载力，改善其抗震耗能性能和刚度退化程度方面影响显著，而边缘配箍率对抗震性能的贡献在本次试验分析中表现得并不明显。     

装配式双钢套管内置高强混凝土组合剪力墙及其试验验证

提出一种适用于高层建筑的新型装配式双钢套管内置高强混凝土(FDSHC)组合剪力墙,并通过试验验证其抗震性能.通过6个两层 FDSHC组合剪力墙试件的压G弯G剪滞回试验和6个单层FDSHC组合剪力墙试件的拉G弯G剪滞回试验,分析试件的破坏特征和滞回性能,研究轴力、钢管混凝土截面含量比、偏心距、外钢管是否焊接对新型墙体抗震性能的影响.结果表明,FDSHC 组合剪力墙试件的破坏形态为弯剪复合破坏,其在压(拉)-弯-剪复合受力作用下具有较高的承载能力,滞回曲线饱满,耗能能力和整体装配性能良好.轴压比越大(轴拉比越小),峰值强度越高;偏心距越大,耗能能力越弱;钢管混凝土截面含量比和外钢管是否焊接的影响不明显.相对于传统装配式混凝土剪力墙,FDSHC组合剪力墙具有“易装配、高承载、低成本”的优点和优越的抗震性能,有望在装配式高层建筑中推广应用.     

Seismic behavior of slab-structural wall junction of RC building

In high seismic zone regions, slender reinforced concrete structural walls are commonly used in high-rise buildings as a main lateral load resisting element. These walls are very effective in limiting the lateral drift of the building due to their large in-plane stiffness. However, the presence of floor slabs influences the behavior of the shear wall. Also, the current design requirements do not account for the presence of floor slabs. To understand the behavior of wall-slab junctions and address the shortcomings of the current design requirements, the influence of two parameters, namely(a) aspect ratio and(b) longitudinal reinforcement ratio on the behavior is studied numerically. It is observed that the presence of floor slabs at different levels tends to partition the wall into squat wall panels between two consecutive floors. The wall-slab junctions show large stress concentrations arising from the strut action in the squat panels. It is also observed that the floor slabs can get significantly damaged near the wall-slab junction for lower vertical reinforcement ratios in the wall. Thus, the current codeprescribed minimum reinforcement in shear walls is not sufficient and needs to be revisited at for improved performance.     

轴向压力对配筋砌体短肢剪力墙抗剪性能的影响

通过对6片足尺290mm厚全灌芯配筋砌块砌体短肢剪力墙拟静力试验结果的分析,利用非线性有限元方法,模拟了此种墙体在压弯剪共同作用下的抗剪特性,研究了轴向压力对配筋砌块砌体短肢剪力墙抗剪性能的影响。研究表明,在不同高宽比的墙体中,轴向压力均对墙体的抗剪能力有较大影响,随着轴向压力增大,墙体抗剪能力先增大后减小（轴压比n从0.1增长到0.4时,墙体抗剪能力逐渐增大,而n从0.4增长到0.6时,墙体抗剪能力却逐渐减小）;随着轴向压力的增大,墙体延性在逐渐减小。提出当轴压比等于0.3时,墙体抗剪能力和延性均较好,建议在建筑抗震设计规范中采用此值。     

高强钢筋混凝土短肢剪力墙抗震性能试验研究

通过对采用高强钢筋的6片T形混凝土短肢剪力墙和采用高强钢筋高强混凝土的6片L形短肢剪力墙进行低周往复加载试验,研究了T形和L形的破坏形态与性能差异,分析了高厚比、轴压比、配箍间距等参数对构件破坏形态、滞回耗能、骨架曲线、延性及耗能等抗震性能的影响,对比分析了构件与普通短肢剪力墙的抗震性能差异。试验结果表明:采用腹板端部箍筋加密的方式可减轻构件端部的损伤和降低正负向加载时承载力和延性的不对称性;T形构件中高厚比为5的试件表现为弯曲破坏,其他构件表现为弯剪破坏;试验中高厚比小的构件相对于高厚比大的试件延性耗能更好,轴压比增大,构件承载力提高但延性降低;与普通短肢剪力墙相比,T形短肢剪力墙承载力和变形能力提高,耗能增加,L形短肢剪力墙承载力提高较大,极限位移增大,构件后期变形能力略有降低,但可以满足抗震性能要求。