带有约束边缘构件的预制叠合剪力墙抗震性能试验研究

对4片带有约束边缘构件的钢筋混凝土预制叠合剪力墙、2片带有约束边缘构件的钢筋混凝土全现浇剪力墙进行抗震性能试验研究。对比研究试件的裂缝发展情况及破坏形态,分析试件的承载能力、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、延性性能和耗能性能等。研究结果表明:预制叠合剪力墙与全现浇剪力墙的受力过程、破坏模式基本相同,各抗震性能指标等均相近,具有较好的抗震性能;约束边缘构件对叠合剪力墙具有较强的约束作用,能够增强叠合剪力墙的整体性,实现等同现浇剪力墙;叠合剪力墙采用约束边缘构件现浇的方式优于约束边缘构件的配筋预先设置在预制墙体面层内部的方式。     

预制叠合板式混凝土剪力墙水平承载力实验研究

文章通过普通钢筋混凝土剪力墙和预制叠合板式混凝土剪力墙的荷载试验,对剪力墙的承载力、变形特征及耗能能力进行比较,试验结果表明,对于预制叠合板式混凝土剪力墙,叠合面仍有足够的抗剪强度,能够保证叠合板的整体工作性能;预制叠合板式混凝土剪力墙替代现浇钢筋混凝土剪力墙是可行的.     

钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙抗震试验研究

为研究新型钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙的抗震性能,设计制作了3片钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙和1片现浇钢筋混凝土剪力墙足尺试件进行静力往复加载试验,试验中考虑了3种不同的墙身厚度取值,以考察高厚比对剪力墙抗震能力的影响.通过试验,对比分析了剪力墙的承载力、延性、刚度及其退化、滞回特性、耗能能力及破坏特征.建立了新型钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙的承载力计算模型,计算结果与实测结果吻合较好.研究表明:新型钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙结合了钢筋混凝土剪力墙侧向刚度和承载力大与钢管混凝土边缘约束延性好的优势,其承载力、刚度和耗能能力较现浇钢筋混凝土剪力墙有所提高;在所试验的参数范围内,高厚比对剪力墙的力学性能影响不大.     

双面叠合试件界面抗剪性能试验研究

通过6个双面叠合试件剪切性能试验,研究不同界面连接钢筋形式下叠合面的抗剪特性.试验结果表明,双面叠合构件均发生叠合面的剪切破坏,叠合面的裂缝出现过程并不同步,在叠合面裂缝出现之前,叠合试块整体性保持良好;叠合无筋构件呈明显的脆性破坏特征,破坏过程中改进的箍筋连接构件的延性优于传统的桁架连接构件;通过理论分析确定叠合面的破坏机理即新老混凝土界面的极限抗剪强度由混凝土黏结力、摩擦力和界面钢筋的销栓力共同作用,然而极限状态时界面的黏结力已经有一定程度的破坏,在计算极限承载力时并不能用三者的最大值简单相加.     

双面叠合试件界面抗剪性能试验

通过6个双面叠合试件剪切性能试验,研究不同界面连接钢筋形式下叠合面的抗剪特性.试验结果表明,双面叠合构件均发生叠合面的剪切破坏,叠合面的裂缝出现过程并不同步,在叠合面裂缝出现之前,叠合试块整体性保持良好;叠合无筋构件呈明显的脆性破坏特征,破坏过程中改进的箍筋连接构件的延性优于传统的桁架连接构件;通过理论分析确定叠合面的破坏机理即新老混凝土界面的极限抗剪强度由混凝土黏结力、摩擦力和界面钢筋的销栓力共同作用,然而极限状态时界面的黏结力已经有一定程度的破坏,在计算极限承载力时并不能用三者的最大值简单相加.     

考虑叠合面滑移的新型拼缝叠合板受力性能的有限元分析

为了优化双向受力钢筋桁架混凝土叠合板的拼缝构造方案,提高叠合板拼缝处的受力性能,本文设计了一种新型口袋式拼缝形式的叠合板。由于新旧混凝土叠合面容易发生相对滑移,从而影响板的整体承载力,因此本文利用有限元法研究其受力性能时考虑了叠合面滑移。通过对现浇板、密拼式叠合板和新型口袋式叠合板的数值分析,研究拼缝构造形式、现浇层厚度和附加钢筋对叠合板受力性能的影响。研究结果表明：新型口袋式拼缝形式可以使叠合板具有较好的承载能力,并保证了预制层和现浇层混凝土之间力的有效传递;增加现浇层混凝土厚度能够有效提高叠合板的承载力;附加钢筋配筋率对叠合板承载力影响也尤为明显,叠合板承载力在一定范围内随附加钢筋的配筋率的增加而提高。     

新型叠合楼板的叠合面连锁咬合效应分析

针对组合楼板的主要破坏模式——纵向剪切破坏,本文发现在一种新型叠合楼板中存在的连锁咬合效应,以之作为一种新的叠合面水平抗剪机制,并阐述了其作用机理.通过进行6块3类不同形式预制底板叠合成的叠合楼板的单向拟静力试验,从极限承载力、滞回曲线、自复位性能等方面总结、对比了这3种叠合板的整体受力性能,验证了这种水平抗剪机制的有效性.结果表明:相比于传统的叠合板,本文提出的这种新型叠合板中存在的连锁咬合效应减少了叠合面的损伤累积,可在一定程度上增强叠合板的变形恢复性能,提高此类叠合楼板叠合层与预制底板的协同受力性能,保证叠合试件充分发挥其极限承载能力.     

新型预制叠合剪力墙抗震性能试验研究

对4片新型预制叠合剪力墙、2片钢筋混凝土全现浇剪力墙进行抗震性能试验研究。对比研究试件的裂缝发展情况及破坏形态,分析试件的承载能力、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、延性性能、耗能性能等。研究结果表明:新型预制叠合剪力墙与全现浇剪力墙的受力过程、破坏模式基本相同,各抗震性能指标也基本形同,具有较好的抗震性能;新型预制叠合剪力墙的承载能力不低于全现浇剪力墙的承载能力,实现了与全现浇剪力墙受力性能相同的目标。     

高层装配式剪力墙结构地震损伤性能评估

基于混凝土剪力墙结构的地震损伤性能评估标准,并结合振动台试验研究中高层装配式剪力墙结构的不同地震响应,评估其地震损伤性能。根据地震波作用下结构主要抗侧力构件即预制剪力墙/现浇连接部位和耗能构件即叠合连梁的裂缝发生发展规律、破坏形态及地震响应,将其地震破坏等级划分为6级,给出相应的结构性能水平,并基于改进的Park-Ang双参数损伤模型,在不同加速度峰值时由各楼层的损伤指数求得结构的损伤指数;最终提出整体结构基于层间位移角和损伤指数的2类性能量化指标,以评价结构在地震作用下的性能状态。研究结果表明:各楼层位移损伤和滞回耗能损伤的相对比例可以反映结构在弹性和塑性状态下不同的损伤机理;基于层间位移角和结构损伤指数的性能量化指标可以有效评价高层装配式剪力墙结构的不同性能水平。     

带现浇边缘构件的预制双向孔模板剪力墙受力性能试验研究

提出一种新型的装配整体式剪力墙结构体系——预制双向孔模板剪力墙,进行了一片带现浇边缘构件的预制双向孔模板剪力墙和一片普通混凝土对比剪力墙在恒定轴向压力下的低周反复加载试验,研究了预制双向孔模板剪力墙的受力性能.结果表明:预制双向孔模板剪力墙沿预制空心板竖向孔洞处混凝土出现宏观竖向裂缝,墙体的破坏特征与钢筋混凝土剪力墙显著不同,可避免剪切破坏,墙体有较大的变形能力,抗震性能良好.     

预制混凝土双板剪力墙的耗能能力

为系统研究预制混凝土双板(DWPC)剪力墙的耗能能力,并为制定地方技术规程和试点工程应用提供科学依据,对3类不同边缘构造、不同剪跨比的6个预制装配式DWPC剪力墙和3个现浇剪力墙的足尺比例试件在低周反复荷载下进行了对比试验研究,对比分析了3类试件的滞回特性和耗能能力,并比较了各试件的等效粘滞阻尼系数.结果表明,DWPC剪力墙的滞回特性和耗能能力与现浇剪力墙接近,具有较强的耗能能力,抗震性能较好.研究为DWPC剪力墙结构体系的抗震设计以及进行更深入的研究提供了基础资料.     

破片侵彻含内衬碳纤维复合材料圆筒损伤机理

为研究含内衬碳纤维复合材料圆筒在破片侵彻下的损伤机理，基于LS-DYNA有限元仿真软件，采用Chang-Chang损伤准则和Cohesive界面单元，建立了考虑分层损伤的含内衬碳纤维复合材料圆筒在破片侵彻下的数值仿真模型。通过仿真计算破片对碳纤维复合材料圆筒的动态侵彻过程，得到了碳纤维层和金属内衬层的应力云图和损伤结果，研究了含内衬复合材料圆筒在破片侵彻作用下的损伤机理、吸能特性和破片初始速度对复合材料圆筒损伤模式的影响。研究结果表明：含内衬复合材料圆筒的损伤状态包括纤维断裂、层间分层、内衬凹陷、内衬破孔和复合材料层与内衬层分离。当破片速度为300 mm/s时，复合材料层的层间分层损伤程度处于较低状态，内衬层凹陷程度最大并形成破孔，复合材料层和内衬层的分离程度最大，内衬层的吸能比达到最大；当破片速度小于300 mm/s时，破片未完全穿透圆筒，复合材料层和内衬层的损伤程度较低，复合材料吸能比大于内衬层吸能比；当破片速度大于300 mm/s时，复合材料层的损伤模式为剪切冲塞，层间分层面积逐渐增大，内衬层凹陷程度逐渐降低，分离程度逐渐降低，内衬层吸能比降低并稳定在0.53左右。     

新型装配式悬臂混凝土挡土墙承载性能试验

为了探究叠合型挡土墙的合理性和叠合面的有效连接方式,提出了3种新型装配式悬臂混凝土挡土墙(键槽叠合型、桁架筋叠合型和螺旋筋叠合型),并针对3种新型挡土墙和两组对照挡土墙进行了静力加载试验。结果表明,3种新型挡土墙较现浇挡土墙的承载性能劣化程度有限(15%以内),叠合型挡土墙是装配式挡土墙的有效形式,具有良好的适用性与可行性。其中桁架筋叠合型的叠合面连接可靠,抗裂性能好,整体性强,具有更佳的承载性能,故桁架筋是提高叠合面连接性能的有效方式。     

不同连接构造的装配式混凝土剪力墙抗震性能试验研究

试验研究了2种不同连接构造的装配式混凝土剪力墙抗震性能,第一种为钢筋浆锚搭接干式连接节点,第二种则在第一种基础上进行构造变化,边缘构件局部现浇,墙肢中部仍然采用钢筋浆锚搭接连接,形成干、湿混合连接节点.分别制作1片干式连接节点、1片混合连接节点足尺试件进行低周反复荷载加载试验,并与同条件现浇试件进行对比.试验结果表明,在承载力、刚度、位移延性及耗能能力等方面,2种装配式试件均与现浇试件相当,其抗震能力可认为与现浇等同.同时,混合连接节点试件虽在耗能方面稍优于干式连接节点试件,但优势并不明显,且考虑到其施工工艺复杂,现浇混凝土浇筑质量较难得到保障,易对节点抗震性能产生明显不良影响,故不建议采用.     

短纤维对FRP加固混凝土梁承载能力的影响

基于连续损伤理论,考虑胶层的剪切效应,建立了FRP加固修补混凝土结构的高阶剪切弯曲与面内变形耦合的非线性有限元分析模型.在FRP加固修补中,考虑到绝大多数破坏形式是在FRP附近混凝土表层到钢筋保护层之间发生剥离,很少在碳纤维布与混凝土的粘结界面或纤维布与粘结层的界面发生破坏,为了提高FRP加固混凝土结构界面区和整体的强度,分别在混凝土的下表面附近以及在整个混凝土构件中加入短纤维,对7种不同加固方式的混凝土梁进行了有限元分析,并与试验结果进行对比.结果表明:加入短纤维的FRP加固混凝土结构的裂纹扩展缓慢,韧性得到改善,承载能力明显提高.     

叠合板式剪力墙的有限元分析

文章对叠合混凝土墙板进行较为系统的分析研究,设计了4个叠合板式剪力墙和2个普通剪力墙模型,并进行了在低周反复荷载下的对比试验.在试验研究基础上,采用ANSYS有限元分析程序,对叠合板式剪力墙在单向加载下的性能作了非线性分析,从理论计算角度进一步了解其在水平荷载作用下的开裂、变形及破坏全过程,有限元分析与试验结果符合较好.     

含分层损伤轴对称复合材料层合壳的高阶理论及有限元分析

提出一种轴对称旋转壳的高阶理论有限元分析模型，采用勒让德多项式逼近位移场沿轴对称壳体厚度方向的变化规律，对含分层损伤的轴对称层合壳结构，构造了一种轴对称分层损伤模型，对分层区域的弯曲刚度和横向剪切刚度作了修正。由典型算例讨论，研究了具有相同分层损伤面积层合壳的损伤分布与位置对其变形的影响。     

组合式钢框架内填预制RC墙结构静力性能有限元分析

钢框架内填预制钢筋混凝土剪力墙结构是新型混合式结构,由钢框架与内填墙组成双重防线,具有良好的抗侧力能力,同时预制构配件和预制装配建筑有利于推动住宅产业化发展.考虑大尺寸内填预制RC墙运输和安装困难的情况,提出竖向和横向组合式钢框架内填RC墙结构,采用ABAQUS建立有限元模型进行结构受力分析.通过分析荷载位移曲线,构件应力分布和变形情况,研究结构破坏特点和受力性能.结果表明,全螺栓结构因其合理的传力路径,有良好的承载力和延性;竖向组合式具有较好的初始刚度和整体承载力,与全螺栓连接预制RC墙有近似的受力性能,便于运输和安装;而横向组合式由于上下板缺乏有效传力路径,初始刚度和最终承载力都明显低于全螺栓和竖向组合式,不利于实际工程应用.     

套筒连接的预制拼装桥墩抗剪性能试验

为了探究采用灌浆套筒连接预制拼装桥墩的抗剪性能和影响因素,对拼接缝位置、截面中心增设无黏结预应力筋、拼接面增设剪力键齿的预制拼装桥墩试件及现浇混凝土桥墩试件进行了拟静力试验.分析比较了试件的损伤发展过程和最终的破坏模式.从滞回曲线、极限剪切承载力、变形等方面探讨了试件的抗剪性能,并与现浇混凝土试件的抗剪性能进行了比较.试验结果表明,采用灌浆套筒连接构造的预制拼装桥墩主要表现为弯剪破坏模式,变形能力和耗能能力良好,且与现浇试件抗剪性能相近.截面中心增设无黏结预应力筋的试件,可提高抗剪承载力,并降低了残余变形.     

基于OPENSEEs的螺栓连接预制装配剪力墙简化建模方法

为解决当前螺栓连接装配剪力墙仿真分析依赖实体单元建模造成的求解效率低下问题,本文基于分层壳单元和OPENSEEs中的CoupledZeroLength零长单元提出了螺栓连接预制装配剪力墙结构的简化建模方案,建立了拟静力抗震性能分析数值模型,并通过试验滞回曲线和骨架曲线验证了建模方法的有效性。结果表明该建模方案得到六片剪力墙的屈服荷载和峰值荷载与试验结果误差均在10%以内,滞回曲线的捏拢效应、刚度退化、强度退化特性均和试验吻合良好,剪力墙底部的外侧竖向钢筋应变以及连接钢框的水平和竖向滑移的仿真与试验对比,证实了CoupledZeroLength零长单元可以有效模拟螺栓滑移。这一切表明,简化建模案适用于不同剪跨比下的全装配和半装配预制装配剪力墙的弹塑性分析,可以为进一步研究螺栓连接装配剪力墙在超/高层结构的弹塑性分析提供参考。