水平缝钢制连接的可修复装配式剪力墙结构抗剪性能研究

为实现剪力墙结构震损后的快速修复，提出一种水平缝钢制连接的可修复装配式剪力墙结构(Repairable precast shear wall with horizontal steel connections, RPW-HSC),采用ABAQUS软件对高宽比为1.0的RPW-HSC试件进行建模分析，数值模拟结果与试验结果吻合良好。通过有限元参数化建模，研究钢制连接中剪切板的厚度、开缝处小钢柱的高宽比、钢板强度及轴压比对RPW-HSC试件抗剪性能的影响，建立RPW-HSC抗剪承载力设计方法。结果表明：RPW-HSC试件的刚度与抗剪承载力随剪切板厚度、钢材强度及轴压比的增加而增加，但参数过大会导致该试件由钢制剪切板破坏转变为上部预制混凝土墙体破坏；当钢制剪切板开缝处小钢柱高宽比小于3时，试件的破坏由开缝处小钢柱的弯曲破坏变成上部预制混凝土墙体的剪切破坏。因此，需控制合理的设计参数以实现RPW-HSC试件结构损伤可控及震损可修复。RPW-HSC试件抗剪承载力设计方法获得的理论计算值与试验值及有限元结果吻合较好，验证了抗剪承载力设计方法的准确性。     

钢管混凝土边框内藏钢板-钢撑低矮剪力墙抗剪性能分析

提出了钢管混凝土边框内藏钢板-钢撑组合剪力墙。为研究这种新型组合剪力墙的抗剪性能,在已有相关低矮剪力墙抗震性能试验基础上,进行了2个新的不同构造低矮剪力墙模型低周反复荷载试验。比较分析了两个试件的滞回特性、承载力、刚度、耗能和破坏特征,提出了抗剪承载力计算公式,计算与实测符合较好。研究表明:钢管混凝土边框,对墙体主斜裂缝发展有明显约束作用;不同构造剪力墙,墙体裂缝开展与损伤过程有明显差异;边框、钢板-钢撑和墙体的设计参数应合理匹配,以提高剪力墙的延性和抗震耗能能力。     

钢管混凝土边框内藏钢板组合剪力墙正截面受弯性能分析

提出了钢管混凝土边框内藏钢板的组合剪力墙,进行了模型抗震性能试验,表明其抗震性能良好。为进一步分析该组合剪力墙的受力特点,基于试验研究,引入了平截面假定,提出了正截面受弯承载力简化计算模型,给出了用条带法计算受弯承载力的公式并编制了计算程序。计算分析了钢管壁厚、内藏钢板厚度、混凝土强度等级对剪力墙受弯承载力的影响,计算结果与实测值符合较好。研究表明:增大钢管壁厚,剪力墙抗弯承载力明显提高;增大内藏钢板厚度,剪力墙承载力提高,但比增大钢管壁厚提高的效率低;混凝土强度等级提高,剪力墙抗弯承载力有一定的提高,但提高幅度随着边框钢管壁厚增大而减小;钢管壁厚、内藏钢板厚度、墙体截面厚度、混凝土强度应合理匹配,以充分发挥该组合剪力墙的抗震效能。     

不同构造措施的钢管混凝土边框钢板剪力墙抗震性能试验研究

钢管混凝土边框钢板剪力墙是一种新型抗震剪力墙,为了比较不同构造措施对该新型剪力墙抗震性能的影响,进行了3个剪跨比为1.5的钢管混凝土边框钢板剪力墙低周反复荷载试验。其中,试验模型1为墙体钢板与边框柱钢管焊接,试验模型2为墙体钢板与边框柱钢管螺栓连接,试验模型3为墙体钢板开孔并与边框柱钢管焊接。通过试验研究,比较了各剪力墙的破坏特征、滞回特性、承载力、刚度、延性以及耗能能力。结果表明：在墙体钢板与边框柱钢管的连接方式中,采用焊接或栓接对剪力墙的整体性能影响不大;与普通钢管混凝土边框钢板剪力墙相比,钢板开孔钢管混凝土边框钢板剪力墙在开孔率不大的情况下,其承载力、延性、刚度和耗能能力没有明显变化。     

空斗墙抗剪性能试验研究及有限元分析

通过24片1/2模型的空斗墙墙体和3片1/2模型的实砌墙体,在低周反复荷载下试验,研究3种砌筑方式的空斗墙在2种高宽比、4种砂浆强度和2种竖向压应力的影响下,墙体的抗剪承载力和破坏模式。建立有限元分析模型,分析砌筑方式、材料强度、高宽比和竖向压应力对空斗墙抗剪性能的影响。研究表明:不同砌筑方式的空斗墙极限荷载接近,约为实砌墙体的60%～85%;抗剪承载力随着砖和砂浆强度的提高而增大;抗剪承载力随着高宽比的增大而减小,破坏模式从剪切破坏转变为弯曲破坏;当N/Nu=0.6左右时,抗剪承载力最大。在此基础上提出空斗墙的抗剪强度计算公式。     

带构造柱混凝土多孔砖墙体的抗震性能试验研究

通过4片带构造柱混凝土多孔砖墙片在低周反复荷载作用下的试验研究,分析了该种材料墙体的破坏特征及其强度、滞回曲线、延性等抗震性能.试验结果表明:墙片两端设置构造柱后,即能较大幅度提高极限荷载,又能改善其变形,延性等性能.另外分析了墙片的高宽比、轴向压力、构造柱等对抗剪承载力的影响,对<抗震结构设计规范>(GB5001-2001)中抗剪承载力计算公式提出补充建议,得出这类墙体的抗剪承载力计算公式.     

砌块墙体开裂过程数值模型及模拟分析

选取剪压复合状态下的砌块墙体为研究对象,基于损伤力学与断裂力学理论,采用简化的分离式建模方法和可考虑组合块材之间接触界面粘结强度、损伤演化与摩擦滑移的内聚力界面模型,对砌块墙体开裂全过程进行数值模拟。讨论了3种迭代算法,对影响抗剪性能与开裂模式的主要因素,包括顶部竖向荷载、墙体高宽比等进行了探讨,并与汶川地震建筑震害进行了对比分析。研究结果表明:数值模拟位移场较好地反映了顶部竖向荷载、高宽比对开裂荷载与开裂模式的影响;数值模拟方法可较为精确地反映裂缝的萌生、扩展、贯通整片墙体的全过程,模拟结果与汶川地震建筑震害吻合较好。本文研究方法及结论对于准确模拟砌块墙体开裂的非线性过程、结构可靠性分析具有借鉴意义。     

带竖向隔板的屈曲约束钢板剪力墙抗震性能试验研究

提出了一种带竖向隔板的屈曲约束钢板剪力墙,通过角钢加劲肋的设置在内嵌钢板与外围约束混凝土板之间形成间隙,并在内嵌钢板中部设置竖向隔板。采用1/3缩尺模型,对该新型钢板剪力墙在低周反复荷载作用下的破坏形态、滞回特性、骨架曲线、延性性能、等效刚度、承载力退化及耗能能力等性能进行研究。利用ABAQUS对试件进行了有限元模拟,并与试验结果进行了对比。结果表明,由于该新型钢板剪力墙设置竖向隔板,避免了内嵌钢板的整体屈曲,延缓了混凝土板的破坏,改善了剪力墙的受力性能,是一种性能优越的新型钢板剪力墙。     

内藏不同高宽比分块钢板双肢剪力墙抗震性能试验研究

内藏分块钢板双肢剪力墙是由钢管混凝土边框、型钢混凝土叠合暗柱、墙肢内藏分块钢板、连梁内藏钢板、混凝土墙体、混凝土连梁等构件组成。对4个1∶5缩尺,剪跨比为1.68,轴压比为0.3的组合双肢剪力墙试件进行了低周反复荷载试验。研究不同内藏钢板布置形式、不同钢板用钢量对试件抗震性能的影响,考察了内藏分块钢板双肢剪力墙的破坏形态、滞回特性、刚度、变形及耗能能力,分析了剪力墙各部件在水平荷载作用下的合理屈服破坏顺序。试验结果表明:4个试件均发生弯剪型破坏,内藏分块钢板双肢剪力墙相比于钢管混凝土边框双肢剪力墙整体抗侧刚度大,具有较强的耗能能力、变形能力及延性,对抗震有利;分块钢板参数选择对双肢剪力墙抗震性能影响明显。     

建筑模网混凝土剪力墙抗剪承载力分析

建筑模网混凝土剪力墙是一种新型的组合结构。为了分析模网混凝土剪力墙的抗剪承载力,整理了21组模网混凝土剪力墙的抗震拟静力试验数据,采用灰关联分析方法分析了各影响因子对其抗剪强度的影响程度;并对抗剪强度进行了回归分析。分析结果表明,在模网混凝土抗剪强度的各影响因子中,轴力的影响权重最大,墙体有效面积的影响次之,折钩拉筋的影响最小。回归分析亦得到了相同的结论。     

双钢板高强混凝土联肢剪力墙抗震性能分析

为研究双钢板高强混凝土联肢剪力墙抗震性能,首先进行了1个试件的拟静力试验,试件的破坏形态为压弯破坏,破坏模式为连梁端部剪坏,端柱底部钢管和墙肢底部钢板屈曲后混凝土压溃。利用ABAQUS软件建立试件的有限元模型,计算结果与试验结果吻合良好。在此基础上,通过单调推覆分析研究了边缘约束构件形式、连梁形式及耦连比等因素对组合联肢剪力墙抗震性能的影响。提出组合联肢墙的抗弯承载力计算公式,计算值与试验值吻合较好。     

不同剪跨比再生保温混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为了研究再生保温混凝土剪力墙的抗震性能,进行了3种不同剪跨比再生保温混凝土剪力墙的低周往复荷载试验。根据试验结果,分析了各试件在承载力、延性性能、滞回曲线、骨架曲线、刚度及其退化过程的特征。试验与分析结果表明:剪跨比对再生保温混凝土中高和低矮剪力墙延性影响不大,以及对高和中高剪力墙屈服前刚度衰减影响不明显;再生保温混凝土高墙及中高墙有明显的塑性变形阶段,耗能能力好,低矮墙易发生脆性破坏。     

基于塑性损伤本构的双层模块装配式组合剪力墙抗震性能研究

以双层模块装配式组合剪力墙结构为研究对象,考虑塑性损伤本构关系建立了该双层装配式剪力墙结构的数值有限元计算模型,引入试验结果对所建数值模型进行了验证分析,在此基础上调查了跨高比、高厚比、混凝土强度和栓钉间距等参数对双层组合剪力墙抗震性能的影响。结果表明：考虑混凝土和型钢材料的塑性损伤本构可更为准确地模拟剪力墙构件在往复加载过程中的力学性能,且与试验结果具有更优的吻合度;双层模块组合剪力墙具有良好的抗震性能,跨高比、钢板厚度增大有利于提高剪力墙构件的承载力和滞回性能,而混凝土强度和栓钉间距对承载力和滞回性能的影响不大;刚度退化比较稳定,跨高比对割线刚度的影响最大、高厚比次之,混凝土强度和栓钉间距几乎无影响;栓钉间距对混凝土损伤发展行为影响较大,建议栓钉间距取150 mm。     

灌浆套筒连接装配式剪力墙爆炸响应及参数分析

为了研究采用灌浆套筒连接装配式剪力墙结构的抗爆性能,应用显式动力分析软件LS-DYNA建立了现浇剪力墙和装配式剪力墙的有限元模型,对不同爆炸荷载下剪力墙的破坏形态和动态响应进行了模拟分析;扩充影响参数范围,进一步研究了墙体厚度和混凝土强度等级等因素对装配式剪力墙结构抗爆性能的影响。数值分析表明:对于装配式剪力墙,由于坐浆层处存在新旧混凝土的薄弱粘结面,爆炸作用下首先发生破坏,爆炸应力波聚集于坐浆层周围的墙体内部,导致局部发生脆性破坏;现浇剪力墙刚度分布比较均匀,爆炸作用下背爆面的混凝土首先被拉裂,最终发生弯曲破坏;增加墙体厚度、提高混凝土强度等级和改变炸药爆炸位置均可改善装配式剪力墙的抗爆性能。     

钢管混凝土边框内藏分块钢板双肢剪力墙振动台试验研究

提出了钢管混凝土边框内藏分块钢板组合双肢剪力墙,为研究分块钢板布置型式对其抗震性能的影响,进行了3个1/15缩尺的不同分块钢板布置型式的双肢剪力墙试件的模拟地震振动台比较试验,试件1为钢管混凝土边框双肢剪力墙,试件2为钢管混凝土边框内藏分块钢板双肢剪力墙,试件3为钢管混凝土边框内藏整块钢板双肢剪力墙。台面输入EL-Centro地震波。试验研究了不同峰值加速度输入下试件的加速度、位移地震反应,分析了钢管、钢板、混凝土的损伤演化过程以及双肢墙震后自振频率衰减特征。结果表明:内藏分块钢板双肢剪力墙与无内藏钢板双肢剪力墙相比,抗侧刚度大,承载力高,性能退化慢;与内藏整块钢板双肢剪力墙相比,抗侧刚度略小,承载力略低,性能退化慢,延性性能好。钢管混凝土边框组合双肢剪力墙可用于抗震设计。     

钢管混凝土边框内藏带斜肋钢板中高剪力墙抗震性能试验

提出了钢管混凝土边框内藏斜撑肋钢板组合中高剪力墙.为研究这种组合剪力墙的抗震性能,进行了5个不同构造的中高剪力墙模型低周反复荷载试验.分析了试件的损伤特征、承载力、耗能、滞回特性,提出了正截面抗弯承载力计算模型,计算结果与试验符合较好.研究表明:钢管混凝土边框内藏钢板组合剪力墙具有较高的承载力和良好的耗能性能;钢管混凝土边框内藏带斜撑肋钢板中高剪力墙,适于在墙体厚度小于钢管尺寸或内藏钢板厚度较薄的“强边框、弱墙体”情况下应用,可明显减轻钢管混凝土边框底部的损伤,延缓墙体性能退化,提高组合剪力墙的抗震能力.     

混凝土板墙加固砖墙受剪承载力计算方法

针对混凝土板墙加固砖墙的复合墙体受剪承载力计算方法中未考虑高宽比和混凝土板墙应变滞后影响的问题,本文采用ABAQUS程序建立了混凝土板墙加固前后砖墙精细化有限元模型,分别对未加固砖墙和混凝土板墙加固后的墙体受剪承载力进行参数分析,砖墙的轴压比为0.1 ～0.8,高宽比为0.4 ～2.5,混凝土板墙的配筋率为0.47％ ～ 1.88％.分析结果表明,轴压比为0.6时,砖墙的受剪承载力最大;轴压比为0.8时,加固后墙体的受剪承载力最大.基于试验结果,提出了加固前后的墙体受剪承载力计算公式.     

高强高性能混凝土剪力墙的研究现状及展望

对国内外高强高性能混凝土剪力墙的研究现状进行了综述与分析,内容涉及高强高性能混凝土剪力墙的抗震性能试验、有限元分析理论、抗震设计方法和抗火研究等方面.重点阐述了轴压比、剪跨比、配筋率、混凝土强度等级等因素对高强高性能混凝土剪力墙力学性能的影响;同时,结合高强高性能混凝土剪力墙在实际工程中的应用情况,提出了一些亟待解决的问题.     

装配式双钢套管混凝土组合剪力墙抗震性能有限元分析

为了研究不同含圆钢率对新型可适用于高层建筑的装配式内置双钢套管混凝土组合剪力墙抗震性能的影响,采用有限元软件ABAQUS对该组合剪力墙进行拟合分析.依据组合剪力墙试验数据等参数建立SW1～SW4、SW6模型,进行水平单推加载并与试验结果骨架曲线进行对比.有限元模拟所得位移-荷载曲线和试验值具有较好的吻合度,极限承载力误...     

基于缝宽-滑移理论的铝合金配筋混凝土梁粘结性能研究

铝合金筋与混凝土的粘结性能是影响铝合金配筋新型混凝土梁承载力的重要因素。对9根铝合金配筋混凝土梁和2根钢筋混凝土对比梁进行了静载试验,分析混凝土梁在加载过程中的裂缝发展情况,基于缝宽-滑移理论研究试验梁的粘结性能。研究结果表明:同级荷载作用下,钢筋混凝土梁的裂缝宽度小于铝合金配筋混凝土梁,钢筋与混凝土的粘结性能优于铝合金与混凝土的粘结性能;混凝土梁中纵筋所受拉力,实质上是混凝土开裂后,单元体内部粘结力的合力;纵筋与混凝土的粘结滑移量与粘结力直接相关,可通过代数和微积分计算得到二者的对应关系。