设置耗能外挂墙板结构的抗震性能

外挂钢筋混凝土墙板作为工业化住宅的重要结构构件,其强度和刚度对主体结构的抗震性能有显著影响.运用有限元分析方法对设有外挂墙板的12层钢筋混凝土框架结构模型进行动力时程分析,分析结果表明设置外挂墙板后主体结构的抗侧刚度增加,自振周期缩短,抗扭性能明显提高;在多遇地震和罕遇地震作用下,相对于以往使用柔性连接未考虑外挂墙板的抗侧刚度和强度时,设置耗能外挂墙板考虑其抗侧能力后结构的最大层间位移总体上呈缩小的趋势,且相应的地震响应均呈一定程度的减弱.因此,工业化住宅的设计应合理考虑外挂墙板对主体结构抗震性能的影响.     

内嵌墙板-钢框架新型连接节点抗震性能分析

为了使墙板与钢框架的连接节点可以适应不同变形要求，提高抗震性能，对U型卡节点进行柔性改进设计，提出一种新型连接节点。采用ABAQUS有限元软件，对单跨钢框架结构新型连接节点模型进行模拟分析，研究限位孔孔径比和板厚对钢框架整体结构极限承载力以及刚度等力学性能的影响。研究表明：设置合理的限位孔对墙板整体的受力有较好的缓冲作用，随着孔径比的增大，滞回曲线更加饱满，水平承载力和刚度有所提高；墙板厚度的变化会影响墙板应力的大小，较小的墙板厚度有利于提高整体结构的抗震水平，水平承载力和整体刚度也会有所增大。     

内嵌预制SVMFC夹芯复合墙板钢框架结构抗震试验研究

为了研究地震作用下预制钢筋网格玻化微珠泡沫混凝土(steel-grid vitrified microsphere foamed concrete,SVMFC)夹芯复合墙板和钢框架的共同受力性能和破坏机理,文章进行了2榀内嵌预制SVMFC夹芯复合墙板钢框架试件的水平低周反复荷载试验,并考虑了开洞对墙板抗震性能的影响;观察了试件的受力全过程和破坏形态,分析了试件柱顶水平荷载-位移关系滞回曲线、骨架曲线、强度和刚度退化规律、延性及耗能能力等抗震性能指标。试验结果表明,内嵌预制SVMFC夹芯复合墙板钢框架试件具有良好的滞回性能、延性及耗能能力;采用钢筋与角钢焊接连接方式可以安全可靠地确保SVMFC夹芯复合墙板与钢框架在地震作用下协同工作;墙板开洞对内嵌夹芯复合墙板钢框架的水平极限承载力和弹性刚度有较大影响,但对结构的延性影响较小。研究成果可为此种预制装配式结构在实际工程中推广和应用提供科学依据。     

内置柱间支撑泡沫混凝土墙板抗侧性能研究

基于柱间支撑和泡沫混凝土的优点，提出了一种可用于结构受力的内置柱间支撑泡沫混凝土墙板。为研究该类墙板的抗侧性能，采用通用有限元分析软件建立了该类墙板的数值分析模型，通过对比分析，验证了有限元分析模型参数选取的有效性。在此基础上，分析了该类墙板的泡沫混凝土强度、钢材材质、支撑截面厚度等参数变化对结构抗侧性能的影响。采用叠加原理，推导了该类墙板的抗侧刚度和抗剪承载力计算公式，并与有限元分析结果进行了比较。研究结果表明：该墙板具有较大的水平抗侧刚度，能极大的改善钢框架结构的抗侧性能，其抗侧刚度和抗剪承载力近似计算方法具有较高的计算精度，可适用于该类墙板的工程应用。     

钢框架-组合剪力墙滞回性能非线性有限元分析

以模型试验为基础,利用ABAQUS软件建立有限元分析模型,考虑影响结构抗震性能的3个因素:盖板数量、螺栓排布、节点转动刚度,对3个系列6个试件进行非线性有限元模拟和变参数分析。结果表明:对于结构承载力和滞回性能,盖板双侧布置优于单侧布置;紧密布置螺栓能够提高盖板的约束能力和结构的滞回性能;节点转动刚度不会明显影响结构的整体性能,钢框架-组合剪力墙宜采用低刚度的节点类型。     

内嵌墙板对框架抗震性能影响的试验研究

通过对空腹和内嵌墙板的钢筋混凝土框架进行低周往复试验,分析柔性连接的内嵌蜂巢夹芯墙板对框架结构抗震性能的影响规律.通过对有、无内嵌墙板的2组框架物理试验结果的对比分析,结果表明：加载初期内嵌墙板即与框架协同作用,提高了框架弹性工作阶段的抗侧移能力;内嵌墙板框架最终极限状态下的承载力高于空腹框架,2组框架的侧移无显著差异;内嵌墙板对框架刚度退化速率和退化程度影响不大,这是由于框架试件的刚度退化主要来源于框架构件混凝土的开裂和钢筋受力变形等.     

增设斜撑的钢桁架-RC管柱结构受力性能研究

为研究斜撑对钢桁架-RC管柱结构受力性能的影响,通过模型结构拟动力试验、伪静力试验和有限元计算分析研究该类结构体系的抗震性能以及竖向荷载与风荷载作用下的基本受力性能,并与未带斜撑的空冷支架结构进行对比.结果表明:设置斜撑后,钢桁架-RC管柱结构的滞回耗能性能和承载能力均有了较大提高;管柱出现反弯点,底部弯矩减小,管柱裂缝开展范围得到有效限制,钢桁架与管柱连接节点部位破坏减轻;结构的侧移曲线在牛腿处明显分为两段,随着地震强度的增大,侧移由弯剪型趋于剪切型;结构在地震作用下的侧移角小于未带斜撑的结构,变形性能较好;竖向荷载下钢桁架平台悬挑端挠度及风荷载下结构侧移的减小幅度均大于50%.增设斜撑能够明显改善钢桁架-RC管柱结构的基本受力性能与抗震性能.     

扭转效应对叠合板式L型剪力墙抗震性能的影响

为了验证在地震作用下扭转效应对L型叠合板式剪力墙结构的抗震性能的影响,结合试验测试数据,采用非线性有限元软件ABAQUS进行弹塑性分析。对L型叠合板式剪力墙模型在正常地震作用(存在扭转效应)和有限元软件强制取消扭转效应下的抗震性能进行仿真数值模拟。通过对4组墙板模型在弹塑性阶段的承载力、刚度退化及延性的对比分析发现,扭转效应对剪力墙结构的影响主要体现在结构的承载力上,对结构构件的延性影响不明显,同时与全现浇墙板相比较,扭转效应对叠合墙板的墙板破坏顺序明显不同;全现浇墙板与叠合墙板的区别主要体现在延性上,两者之间相差约10%。     

钢-混凝土组合楼板对钢框架结构抗震性能的影响

为了研究钢-混凝土组合楼板对钢框架结构抗震性能的影响,建立考虑楼板空间作用的梁-分层壳混合有限元模型和空框架模型.通过对两模型分别进行静力推覆分析和动力增量分析,揭示组合楼板对钢框架结构地震作用下弹塑性工作性能的影响规律.结果表明,组合楼板对梁产生增强作用,在地震作用下使结构抗侧刚度和抗侧承载力增大、结构周期和位移反应减小,但是考虑楼板组合作用的框架延性、滞回性能和耗能能力会降低,甚至可能改变结构预期的"强柱弱梁"的破坏模式,使结构偏于不安全.     

高烈度区钢网格盒式筒中筒结构力学性能分析

为研究新型装配整体式空间钢网格盒式筒中筒结构在大震作用下的力学性能,包括结构自振特性,结构剪力分配规律,倾覆弯矩分配规律,侧移分布规律,剪力滞后现象等。以某高烈度区拟建工程为背景,采用MIDAS软件,对比了盒式筒中筒结构和常规框筒结构、筒中筒结构的力学性能差异。分析结果表明:与筒中筒结构和框架—核心筒结构相比,盒式筒中筒结构具有更小的剪力滞后现象,更大的抗侧刚度和抗剪刚度,更好的抗震性能和整体协同工作能力,经济效益显著。     

钢框架-装配式混凝土抗侧力墙板结构基于性能的抗震设计方法

为研究钢框架-预制混凝土抗侧力墙板装配式结构体系(SPW体系)的基于性能的抗震设计方法,对4榀钢框架-预制混凝土抗侧力墙板结构足尺试件进行低周反复荷载作用下的试验研究。对SPW体系的抗震性能水平及性能指标的量化进行研究,提出5个性能水平的失效判别标准,并给出不同性能水平对应的层间位移角限值建议;提出SPW结构体系直接基于位移的抗震性能设计方法和设计步骤,并通过算例给出16层SPW结构体系的基于性能的抗震设计过程。实验结果表明:该结构体系为一种典型的双重抗侧力体系,加载过程呈现出明显的2个阶段性,抗侧力墙板为结构体系的第1道防线,钢框架为结构的第2道防线。     

节点刚度对钢框架-组合剪力墙动力特性的影响

采用有限元软件ANSYS对钢框架-组合剪力墙进行模态和反应谱分析,考察节点刚度对结构自振特性及多遇地震作用下动力性能的影响。结果表明,随节点刚度的增大,结构自振周期和楼层侧移减小,基底剪力增大,这种变化在节点铰接和刚接范围内较小,在半刚接范围内显著;在节点刚度相同的情况下,多遇地震作用下组合剪力墙和钢板剪力墙结构的抗侧能力相近;采用组合剪力墙的钢框架结构中,节点刚度对动力特性的影响不明显,使用半刚性节点更合理。     

钢板剪力墙抗震性能的有限元分析

为明确钢板剪力墙的抗震性能,利用经试验验证的有限元数值模拟方法分析了在低周往复荷载作用下内填板高厚比对滞回耗能、单位体积墙板耗能、能量耗散系数和墙板中心点平面外最大位移的影响,并给出了板平面外的位移滞回曲线.通过骨架曲线进一步分析了高厚比对水平承载力、抗侧刚度和延性的影响.结果表明:随着加载位移的增加,薄墙板的耗能效率越来越高于厚墙板;薄墙板的抗侧刚度和水平极限承载力小于厚墙板,但延性高于厚墙板.建议剪力墙板的高厚比取为300.     

装配式夹芯复合墙板抗震性能模拟分析及优化设计

为了研究装配式陶粒混凝土夹芯复合墙板的抗震性能,本文共建立了4个有限元模型,主要包括普通混凝土夹芯复合墙板、陶粒混凝土夹芯复合墙板、纤维增强陶粒混凝土夹芯复合墙板以及实心陶粒混凝土墙板.通过计算结果与实验结果对比分析,验证了计算模型的正确性.采用ABAQUS模拟求解的分析方法,分别研究了4种墙板的滞回性能、延性、承载及变形能力以及刚度退化等性能.结果表明:夹芯复合墙板表现出相对良好的抗震性能;两侧核心承重部件材料对墙板整体抗震性能影响较大;纤维增强陶粒混凝土表现出较好的延性,整体抗震性能相对较好,具有一定推广价值.另外,发展夹芯节能墙板也符合国家提倡的绿色、节能、保温等发展政策.     

半刚性冷弯槽型钢框架抗震性能研究

为研究半刚性冷弯槽型钢框架的抗震性能,采用拟静力的方法进行低周往复加载试验,分析高强螺栓连接的半刚性冷弯槽型钢框架在低周循环荷载作用下的破坏机理、滞回性能、延性、耗能能力、刚度退化规律等.并采用ABAQUS软件进行数值计算,与试验数据进行对比分析,同时考察轴压比对于构件滞回性能的影响.结果表明,轴压比为0.1至0.3时,半刚性钢框架的滞回性能较好,其顶底角钢、腹板角钢、柱脚、梁端先后发生屈服,最后因侧移过大导致柱脚发生撕裂而产生失稳破坏.半刚性节点降低抗侧移刚度的同时,使框架梁和框架柱具有较好的延性和耗能能力,比刚性连接钢框架具有更好的抗震性能.有限元分析结果与试验结果吻合良好,可为钢结构抗震设计提供一定理论依据.     

半刚性冷弯槽型钢框架抗震性能研究

为研究半刚性冷弯槽型钢框架的抗震性能,采用拟静力的方法进行低周往复加载试验,分析高强螺栓连接的半刚性冷弯槽型钢框架在低周循环荷载作用下的破坏机理、滞回性能、延性、耗能能力、刚度退化规律等。并采用ABAQUS软件进行数值计算,与试验数据进行对比分析,同时考察轴压比对于构件滞回性能的影响。结果表明,轴压比为0.1至0.3时,半刚性钢框架的滞回性能较好,其顶底角钢、腹板角钢、柱脚、梁端先后发生屈服,最后因侧移过大导致柱脚发生撕裂而产生失稳破坏。半刚性节点降低抗侧移刚度的同时,使框架梁和框架柱具有较好的延性和耗能能力,比刚性连接钢框架具有更好的抗震性能。有限元分析结果与试验结果吻合良好,可为钢结构抗震设计提供一定理论依据。     

底框砖房侧移刚度简化计算及其在抗震加固中的应用

从势能变分法入手,推导并分析底框砖房这种结构各抗力构件的侧移刚度、杆系与砌体共同工作的整体侧移刚度简化计算公式,讨论构造柱对总体结构侧移刚度的影响以及侧移建设刚度在这类结构抗震鉴定与加固方面的应用,在工程实际中有一定的应用价值。     

叠合板式混凝土剪力墙结构墙板节点有限元分析

为了研究叠合板式混凝土剪力墙结构墙板节点在低周反复荷载作用下的受力性能,进行了3个节点试件有限元分析。分析表明,3个试件的裂缝分布均在墙板锚固区域,均为受弯破坏。3个试件的骨架曲线基本相同,承载力,变形能力,刚度差别不大,叠合楼板中连接钢筋锚固方式对墙板节点的抗震性能影响不大。叠合板式混凝土剪力墙结构墙板节点具有良好的承载力,在节点连接合理的情况下可以达到与现浇结构相当的抗震性能。     

复杂三维框支-剪力墙结构动力特性与地震反应谱分析

为避免抗震设计规范中定性条文的不确定性限制而影响对复杂型式高层结构整体抗震性能的合理评价,建立大规模三维有限元数值模型,针对典型工程结构采用Lanczos法提取考虑阻尼和静力初始状态影响的结构自然频率与振型,并在此基础上进行双向水平地震力下考虑扭转效应的振型分解反应谱分析.计算结果表明:扭转振型的阶次较低,扭转周期与平动周期接近,扭转周期比满足规范限值要求;结构两个主轴方向的侧移刚度差异显著,结构沿高度存在多处刚度转换层,层间位移角发生多处突变;线性层间位移角幅值满足规范限值要求,但结构局部层间位移转角过大,在设计中应予以考虑.     

传统风格建筑钢框架结构抗侧刚度试验研究

为研究传统风格建筑的抗侧力性能,进行了1榀单层两跨传统风格建筑钢框架结构的低周反复荷载试验.通过测试试件在侧向力作用下的位移角变形和承载力退化趋势,研究了传统风格建筑钢框架结构的抗震性能,分析了结构的弹塑性特征、整体框架抗侧刚度退化、结构在同级位移循环加载条件下的刚度退化规律以及加载位移与残余变形的关系.结果表明:传统风格建筑钢框架结构表现出较强的承载力和良好的抗侧能力,在水平荷载作用下,钢框架结构形成多道抗震防线,结构刚度退化表现出由快到慢的规律;结构破坏时位移角达到1/20,未发生承载力陡降的不利情况;传统风格建筑钢框架结构在水平荷载作用下形成梁铰破坏机制,满足规范提出的"强柱弱梁,强节点弱构件"的抗震设防要求.