自密实混凝土T形短肢剪力墙抗震性能试验及ANSYS分析

基于5片自密实混凝土T形截面短肢剪力墙试件的低周反复荷载试验,分析了轴压比、配箍率、肢厚比对构件承载力及延性等抗震性能的影响。利用ANSYS将计算的荷载-位移曲线与试验的骨架曲线进行对比分析,结果表明两者符合较好,验证了该有限元模型的合理性,进一步探究了轴压比、剪跨比、混凝土强度和纵筋配筋率的变化对墙体承载能力和变形的影响。结果表明:通过合理选择参数,能使短肢剪力墙具有良好的承载能力和变形能力。     

高层短肢剪力墙结构变形能力分析优化

短肢剪力墙结构以剪力墙为基础,并吸取框架的优点,已广泛应用于工程实践中.应用ANSYS软件对高层T形短肢剪力墙结构的变形能力进行了仿真试验,分析了楼层层数、连梁跨高比、墙肢截面高厚比和轴压比等因素对变形能力的影响,并对结果进行了分析优化,为工程中的T形短肢剪力墙结构设计提供理论和试验依据.     

3种T形短肢剪力墙承载能力比较分析

运用有限元软件ANSYS,建立了常规、加暗柱和加暗支撑3种T形短肢剪力墙三维有限元分析模型.在混凝土等级、截面配筋率、轴压比和墙肢截面高厚比取得优化值的基础上以及总配筋量不变的情况下,通过改变加暗柱和加暗支撑的T形短肢墙中暗柱和暗支撑的配筋率,对其试验模型进行了3组弹塑性拟静力分析.结果表明:在影响因素取优化值的基础上及总配筋量不变的情况下,增加暗柱和暗支撑的配筋率,可以明显提高其开裂荷载、屈服荷载、极限荷载;加暗支撑T形短肢墙承载能力优于常规和加暗柱T形短肢墙.     

短肢剪力墙的弹塑性性能研究

基于等代框架法的有限元模型，应用带刚域的弹塑性杆单元来模拟短肢剪力墙的连梁，并考虑剪切变形影响，对肢强系数、整体性系数、翼缘宽度和连梁配筋率等参数不同的短肢剪力墙进行了弹塑性分析，研究了这些参数对短肢剪力墙弹塑性性能的影响．结果表明，在墙肢截面和配筋率一定时，随着肢强系数的增加、整体性系数的减小和连梁配筋率的降低，短肢剪力墙的承载能力降低，延性增加；而随着墙肢翼缘宽度的增加，短肢墙的承载力和延性都增加．因此在设计中，通过合理选择这些参数，可以使短肢剪力墙具有较高的承载力和良好的延性．     

配筋率对短肢墙的变形及延性影响的比较与优化

在混凝土等级、截面配筋率、轴压比和墙肢截面高厚比取得优化值的基础上以及总配筋量不变的情况下,对常规、加暗柱和加暗支撑3种T形短肢剪力墙进行了3组弹塑性有限元分析.分析了改变暗柱和暗支撑的配筋率对加暗柱和加暗支撑的T形短肢墙变形及延性的影响,并对其进行比较优化.结果表明：暗柱和加暗支撑的配筋率分别为2%、2.2%时,变形及延性等综合性能较好,加暗支撑T形短肢墙综合性能优于常规和加暗柱T形短肢墙.     

型钢高强混凝土T形短肢墙承载力试验研究

型钢高强混凝土短肢剪力墙较普通钢筋混凝土短肢剪力墙具有承载力高、延性好等优点。为了研究型钢高强混凝土T形截面短肢剪力墙的正截面受力性能及不同型钢骨架形式对其性能的影响,本文通过对两个含实腹式型钢骨架和一个含桁架式型钢骨架的型钢高强混凝土T形截面短肢剪力墙试件进行正截面偏心压力作用下的试验研究,以揭示该类构件的工作机理、破坏形态和极限承载力。试验研究表明:型钢高强混凝土T形截面短肢剪力墙的破坏过程与普通短肢剪力墙相似,横截面的平均应变基本符合平截面假定,型钢与混凝土能够保持协同工作,两种配钢形式的构件受力性能差别不大。     

暗支撑高度变化时十字型短肢剪力墙非线性分析

利用ANSYS 对8个带暗支撑的十字型钢筋混凝土短肢剪力墙进行单调荷载作用下的非线性有限元分析,比较了在暗支撑布置高度变化时,剪力墙的承载能力、刚度和变形能力变化情况,分析了带暗支撑的十字形短肢剪力墙的暗支撑位置对构件的极限荷载和破坏形态的影响,揭示该型短肢剪力墙结构的真实力学行为,得出暗支撑在十字形短肢剪力墙的上下两端附近时对抗震最为有利的结论.为实际工程的截面设计提供依据.     

基于有限元的钢管束混凝土短肢剪力墙 判定依据

近年来,在钢管束混凝土剪力墙的实际设计中,多将其视为普通钢筋混凝土剪力墙,仅以截面高厚比作为判定短肢剪力墙的依据,没有考虑其构造的特殊性.为探究适应其特点的钢管束混凝土短肢剪力墙判定依据,利用ABAQUS有限元软件对20个钢管束混凝土剪力墙试件的抗震性能进行研究.试验结果表明:钢管束混凝土短肢剪力墙的判定与墙厚、钢板厚度及截面高厚比3个因素有关.推导的相关公式可为钢管束混凝土剪力墙结构的实际设计应用提供参考.     

高厚比变化时十字型短肢剪力墙弹塑性分析

利用ANSYS对七个十字型钢筋混凝土短肢剪力墙进行单调荷载作用下的弹塑性分析,比较了剪力墙截面高厚比变化时,剪力墙的承载能力、刚度和延性变化情况,分析结果表明,随高厚比的提高,结构的承载力有所提高,而延性先增加后降低,结构设计中应充分考虑该因素的影响.当剪力墙高厚比为6.6时,承载能力及变形能力均较好,屈服荷载与极限荷载提高显著,延性系数达到最大,为实际工程的截面设计提供了有意义的依据.     

高强钢筋高强混凝土双肢剪力墙抗震性能试验

为深入研究采用HRB500级高强钢筋高强混凝土双肢剪力墙的抗震性能,根据规范考虑不同混凝土强度等级、不同连梁跨高比两种因素设计了3片HRB500级高强钢筋与C60、C70高强混凝土双肢剪力墙试件,通过对试件进行低周反复荷载试验来研究其抗震性能,主要对试件的受力过程、裂缝发展、破坏机理、屈服机制、延性系数、耗能能力以及变形能力进行考察.试验结果表明:HRB500级高强钢筋在双肢剪力墙中可以充分发挥其强度高的特性;连梁跨高比不小于2.5的双肢剪力墙耗能能力较好,连梁塑性铰转动充分;混凝土强度等级越高,混凝土越脆,试件延性系数、变形能力会相应降低;按照规范设计的高强钢筋高强混凝土双肢剪力墙试件变形能力满足现行规范要求.     

T形和L形柱低剪跨比正反向受剪特性研究

由于T形和L形柱特殊的截面形式,正反受剪时存在腹板和翼缘分别受压和受拉2种状态,其正反向受剪承载力和变形能力往往存在差异,且剪跨比越小这种差异越显著.对剪跨比λ=2.5时的T形和L形柱进行低周反复荷载试验,分析了低剪跨比状态下T形和L形柱正反向加载破坏特征、承载能力、变形能力和延性、刚度退化等抗震性能指标.研究表明,T...     

新型高强混凝土组合剪力墙受剪性能研究

为了提高高强混凝土剪力墙的延性和耗能能力,同时不削弱墙体的刚度和承载力,提出了双钢板高强混凝土组合剪力墙．利用Abaqus有限元分析软件,建立了无暗柱型与方钢管暗柱型两种双钢板高强混凝土组合剪力墙模型,分析了高宽比和轴压比对这两种组合剪力墙承载力和延性的影响,并对外侧钢板与混凝土的相互作用进行了分析．结果表明：随着高宽比的减小,这两种组合剪力墙承载力和弹性阶段刚度明显提高,破坏形态也由弯曲破坏向剪切破坏过渡．随着轴压比增大,无暗柱型组合剪力墙承载力下降,延性降低;方钢管暗柱型组合剪力墙承载力和刚度变化不大,延性呈下降趋势．设置方钢管暗柱可以加强对墙肢的约束,有效提高双钢板高强混凝土组合剪力墙的承载力和延性．     

足尺钢骨混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为探究不同剪跨比下钢骨对足尺剪力墙结构抗震性能的影响,设计了一种适用于超高层建筑物的钢骨栓钉混凝土剪力墙形式,进行2个足尺钢骨混凝土剪力墙和2个钢筋混凝土剪力墙的低周往复荷载试验,对比分析试件的滞回曲线、刚度退化、耗能能力等抗震性能指标。研究表明:剪力墙试件剪跨比较大时,试件发生弯曲破坏;剪跨比较小时,试件发生剪切破坏。相较于钢筋混凝土剪力墙试件,钢骨的加入,减缓了试件裂缝的发展,降低了试件破坏程度,剪力墙试件的承载力、变形能力、延性、整体刚度和耗能能力都得到提高。剪跨比较小的剪力墙试件承载力更大,初始刚度、耗能能力明显增强,但延性较低。钢骨、栓钉、混凝土协同工作能力良好。     

HR-EPS模块剪力墙轴心受压承载力试验研究

HR-EPS模块剪力墙由于中间有芯肋、混凝土不连续、钢筋和混凝土的粘结作用削弱都会造成墙体截面损伤,因此会直接影响墙体的竖向承载力。通过试验研究和数值模拟相结合的方法对HR-EPS模块剪力墙的轴心受压承载力进行研究。研究结果表明:(1)从开始加载到墙体破坏之前,墙体的侧向位移值变化幅度很小;在试件接近达到破坏荷载时,钢筋和混凝土应变达到最大值,说明轴心受压墙体具有较高的竖向承载能力和抵抗变形的能力;(2)墙体的承载力随着钢筋含量的增加而增加;(3)由模拟和试验测得的荷载-位移曲线及钢筋和混凝土的应变曲线基本吻合,表明通过合理的混凝土本构关系基本能满足模型的要求。同时根据以上研究结果推导出了HR-EPS模块剪力墙受压承载力公式。     

圆管支撑钢板仓组合剪力墙抗震性能分析

为研究圆管支撑钢板仓组合剪力墙的抗震性能,以轴压比、钢板厚度、钢板强度、剪跨比、混凝土强度以及墙体厚度为参数,利用ABAQUS有限元进行模拟分析.结果表明:钢板仓组合剪力墙的承载力以及变形能力随剪跨比的增加而降低,随墙体厚度的增加而提高;增加钢板强度、混凝土强度均可提高剪力墙的承载能力,但变形能力减弱;增加钢板厚度,剪力墙的变形能力先升高后降低,但承载能力不断提高,以钢板厚度为5 mm为宜;增加轴压比会降低剪力墙的变形能力,且当轴压比小于0.4时,剪力墙的承载力随轴压比的增加而提高,大于0.4时则相反.同时根据参数分析以及均匀试验设计数据结合叠加法对墙体的抗剪承载力计算公式进行拟合和修正,结果具有95％的保证率.     

不同轴力对钢筋混凝土剪力墙抗震性能的影响

轴向力对钢筋混凝土剪力墙在反复荷载作用下的承载力和延性等性能具有显著影响。为系统研究轴拉力和轴压力对钢筋混凝土剪力墙的抗震性能影响规律,本文基于有限元软件开展了剪力墙拉剪性能和压剪性能的数值模拟研究。基于反复荷载作用下剪力墙的试验结果与分析模型计算结果的对比,验证了分析模型的合理性。通过7片钢筋混凝土剪力墙的受力性能分析,深入探讨了轴力对剪力墙抗震性能的影响规律。结果表明：剪力墙的承载能力和水平抗侧刚度随轴压力的增大而增大,随轴拉力的增大而减小。轴压比为0.1、0.2的剪力墙,延性较好,能够满足抗震要求,剪力墙延性随轴拉力的增大而减小。以《混凝土结构设计规范》中钢筋混凝土剪力墙的斜截面受剪承载力计算公式为基础,提出了轴力影响下剪力墙斜截面受剪承载力的分析预测公式。     

预制钢桁架混凝土组合剪力墙抗震性能研究

将型钢桁架代替普通钢筋配置在钢筋混凝土剪力墙中形成钢桁架混凝土组合剪力墙,该剪力墙便于预制和安装,适合用于装配式建筑。采用ABAQUS有限元分析建立了钢骨混凝土剪力墙的抗震分析模型,利用试验数据进行了验证。进而使用该模型研究了钢桁架混凝土组合剪力墙的抗震性能,对5个不同设计参数的钢桁架混凝土剪力墙进行了往复加载模拟,研究轴压比和型钢含钢率对其滞回性能、变形能力、刚度退化以及耗能能力的影响。结果表明:轴压比增大对于钢桁架混凝土组合剪力墙的变形能力和耗能能力均不利;增加型钢柱的含钢率能有效提高剪力墙的抗剪承载力,增加型钢腹杆的含钢率对剪力墙耗能能力的提高明显,对承载能力提高较小。