带可更换连梁的新型联肢剪力墙的设计与分析

提出了一种新型可更换连梁,在连梁中部设置耗能部件,地震时塑形变形集中在耗能部件(可更换段),震后方便更换,非更换段在地震作用下不屈服.介绍了可更换连梁的设计方法,并对带有可更换连梁的新型联肢剪力墙和传统联肢剪力墙进行了时程分析和对比.分析结果表明:在小震作用下,可更换连梁没有屈服,对墙肢提供约束,在中震和大震作用下,可更换连梁屈服,其塑形变形集中在可更换段,非更换段保持弹性;与传统联肢剪力墙相比,新型联肢剪力墙的抗震性能显著改善.最后,提出了新型连梁变形与层间位移角的关系,为可更换段的设计提供依据.     

带可更换连梁的新型剪力墙仿真分析与试验验证

鉴于传统连梁在震时破坏后修复比较困难,近年来部分学者研究在连梁的跨中设置可更换耗能部件,使其在中震或大震时耗能,震后便于修复更换.本文基于ABAQUS有限元程序,建立一片带可更换连梁的大比例双肢剪力墙试件的精细有限元模型,阐述了其材料本构模型和建模过程,对其进行精细仿真分析.计算与试验结果均表明,可更换连梁能够将破坏位置集中在保险丝,而且模拟的初始刚度和峰值承载力与试验结果比较接近,模型可较好地预测试件各部分的屈服顺序,该模拟方法对类似联肢剪力墙结构的数值模拟具有较好的借鉴意义.     

可更换连梁保险丝抗震性能试验研究

连梁是联肢剪力墙结构中重要的耗能构件.传统的钢筋混凝土连梁破坏后修复或更换非常困难,代价昂贵.近年来,国内外学者提出了可更换连梁的概念,即在连梁的跨中设置一个耗能构件,称之为保险丝,通过保险丝的塑性变形耗散能量,而且在地震后对连梁的保险丝部分进行更换比较方便.鉴于连梁的保险丝对连梁的耗能有着决定性的作用,提出了3种不同类型的连梁保险丝,通过低周反复加载试验对这3种保险丝的抗震性能进行了全面研究,比较了3种保险丝的滞回性能、强度和刚度退化性能、耗能能力和疲劳性能.研究表明,3种保险丝各有优势,综合考虑保险丝2的抗震性能最优,并对保险丝1和3提出了相应的设计改进建议.     

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.     

型钢高强混凝土短肢墙—连梁锚固性能试验研究

为了揭示动力作用下型钢高强混凝土短肢剪力墙—连梁节点的锚固性能,设计了2个型钢高强混凝土短肢剪力墙—连梁节点试件和1个高强混凝土短肢剪力墙—连梁节点试件进行了低周反复荷载试验。研究结果表明,节点内钢筋和型钢分别采用直线锚固和自然锚固(端部不设锚固件)的方式均能满足锚固要求,钢筋和型钢翼缘表面的粘结应力呈指数分布,建议钢筋的锚固长度不宜小于25d,若按现行混凝土规范计算是偏于安全的,型钢的锚固长度不宜小于525 mm。     

填充墙对装配式混凝土联肢剪力墙抗震性能的影响

制作了1个无填充墙的现浇混凝土联肢剪力墙试件和1个带填充墙的装配式混凝土联肢剪力墙试件,对两个试件进行低周反复荷载试验。通过观察各模型的破坏形态并对比分析它们的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、延性及耗能能力等,综合评价填充墙对装配式联肢剪力墙抗震性能的影响。结果表明:现浇混凝土联肢剪力墙试件的破坏形态为连梁部位的剪切破坏和墙肢部位的弯剪破坏,而带填充墙的装配式混凝土联肢剪力墙试件的破坏形态则为墙肢部位及填充墙部位的剪切破坏;带填充墙的装配式混凝土联肢剪力墙试件的刚度、承载力和耗能能力均高于无填充墙的现浇混凝土联肢剪力墙试件,其延性稍差于现浇混凝土联肢剪力墙试件。基于本次试验结果,建议在装配式混凝土联肢剪力墙结构设计中,应适当考虑填充墙对主体结构承载力与刚度性能的影响。     

高阻尼混凝土钢板暗支撑双肢剪力墙数值分析

在试验研究的基础上,用非线性有限元分析软件MSC.Marc对高阻尼混凝土带钢板暗支撑双肢剪力墙进行了低周反复荷载下的数值模拟,并分析了轴压比、配钢率、高宽比和连梁刚度等对高阻尼混凝土带钢板暗支撑双肢剪力墙承载力和变形性能的影响规律.分析结果表明,数值模拟结果和试验结果吻合较好,当轴压比大于0.4时,高阻尼混凝土钢板暗支撑双肢剪力墙的延性显著下降,相对暗支撑配钢率为0.96~6.73时,能较好地改善双肢剪力墙的极限承载力.连梁跨高比、高宽比主要影响双肢剪力墙的承载力和变形性能.研究结果对高阻尼混凝土暗支撑双肢剪力墙的地震弹塑性计算具有一定的参考价值.     

后张无粘结预应力装配式短肢剪力墙拟静力试验研究

为研究两种基于干性连接的新型后张无粘结装配式短肢剪力墙--直接装配式和混合装配式短肢墙--的抗震性能,进行了两榀八层新型短肢剪力墙拟静力试验.试验结果表明:合理设计的后张无粘结装配式短肢剪力墙,可以实现"强墙弱梁";连梁的裂缝及损伤均只集中出现在连梁与墙肢的结合部,其它部分基本保持弹性;后张无粘结预应力装配式短肢剪力墙在地震作用下连梁大部分保持弹性,塑性变形主要出现连梁与墙肢的连接部位,有利于震后修复;混合装配式短肢墙因墙肢与连梁处纵向普通钢筋的加入,其极限承载力较直接装配式短肢墙提高了23%.     

联肢剪力墙的一种新型连梁

对连梁的受力机理和破坏机制进行了分析,探讨了连梁对双肢剪力墙受力性能的影响,阐述了已有的连梁结构体系,为解决高层建筑双重体系中RC剪力墙及RC核心筒体刚度过大、延性不足等问题,提出了新型连梁结构体系——带钢—混凝土组合连梁。     

短肢剪力墙结构形式分析

在分析联肢剪力墙和壁式框架受力特点的基础上,提出了一中新型的短肢剪力墙结构形式,它既克服了联肢剪力墙墙肢弯矩过大的缺点,又克服可壁式框架连梁刚度过高的不足.该种形式的短肢剪力墙不仅具有较佳的力学性能,而且能充分满足建筑使用功能要求,是一种短肢剪力墙结构的合理形式.     

双肢剪力墙连梁配筋的设计研究

通过两种不同方式配筋连梁的剪力墙受力分析,阐述了采用斜向加筋连梁能提高双肢剪力墙抗震能力,有利于地震区剪力墙结构体系的应用。     

框架-核心筒结构中框架承担最小剪力比例限制的合理性

我国规范《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》规定框架-核心筒结构中框架部分按刚度计算承担的楼层地震剪力最大值不宜小于基底总剪力的10％,而实际工程受建筑布置等因素的限制有时难以满足,工程界对此颇有争议。为探讨其合理性,设计了五个钢筋混凝土框架-核心筒结构,主要的变化参数为框架刚度、框架强度、连梁的形式。利用PERFORM-3D软件进行了弹性反应谱分析和小震、中震和大震下的动力时程分析,考察了各个结构的响应规律。分析表明：当框架部分按刚度计算承担的剪力最大值小于基底总剪力的10％时,增大框架刚度的做法不经济,结构的抗震性能反而更差;增大框架强度的做法减小了框架梁的损伤,改善了结构的抗震性能,但没有形成有效的“强柱弱梁”机制;采用宽连梁和可更换连梁都可以使核心筒自身具有双重抗震体系特征,连梁耗能能力的提高有效地保护了墙肢和外框架,结构的抗震性能得到了显著改善。     

高层建筑剪力墙结构连梁设计中的问题

近年来，高层建筑的不断增加，作为高层建筑的一个重要纽成部分的连梁剪力墙姑构，是墙的应力传递纽带的一个重要环节之间的耦合强度．刚度．延性等特性均会对剪力墙的性能产生直接影响。本文将针对高层建筑剪力墙结构连栗的合理设计进行探讨。     

新型可更换墙脚部件剪力墙设计方法及分析

提出一种新型的可更换墙脚部件的剪力墙.介绍了该可更换墙脚部件剪力墙的设计方法,并对可更换墙脚部件剪力墙与传统钢筋混凝土剪力墙进行数值模拟和对比分析.计算结果表明,设计合理的可更换墙脚部件剪力墙不但具有良好的抗震性能,而且能够将破坏集中在可更换部件.     

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。     

新型带防屈曲支撑钢连梁结构体系

分析了联肢剪力墙在水平力作用下的破坏机制,介绍了联肢剪力墙连梁的国内外发展现状及发展趋势,提出了一种新型带防屈曲支撑的钢连梁结构体系,并对其进行了概念分析和应用前景分析,指出了带防屈曲支撑钢连梁结构体系有待研究的主要问题。