带竖缝钢管束砼组合剪力墙受力性能模拟分析

为改善钢管束砼组合剪力墙的抗震性能,利用Abaqus有限元分析软件,对11片具有不同参数的带竖缝钢管束砼组合剪力墙进行数值模拟分析.在水平低周反复荷载作用下,模拟分析不同竖缝高度、竖缝数量和竖缝形式,对钢管束砼组合剪力墙受力性能的影响.模拟分析结果表明,带竖缝的钢管束砼组合剪力墙具有良好的受力性能,相比普通钢管束砼组合剪力墙,具有更优异的延性和耗能能力.随着竖缝高度和竖缝数量的增加,钢管束砼组合剪力墙的延性和耗能能力明显提升,但承载力和刚度有所降低;带多排竖缝的钢管束砼组合剪力墙与带单排竖缝的相比,延性和耗能能力更佳,承载力和刚度降低幅度也较小.有限元数值模拟分析为合理确定钢管束砼组合剪力墙的竖缝参数提供了理论依据.     

带竖缝钢管束砼组合剪力墙受力性能试验研究

提出了一种新型开缝耗能组合剪力墙-带竖缝钢管束砼组合剪力墙.通过4片带竖缝钢管束砼组合剪力墙和1片不带竖缝钢管束砼组合剪力墙的拟静力加载试验,研究在低周反复水平荷载作用下,带竖缝钢管束砼组合剪力墙的受力性能,分析初始刚度、承载力、延性、耗能能力等性能,探讨不同竖缝高度、竖缝形式和竖缝数量等参数,对钢管束砼组合剪力墙受力性能的影响.试验结果表明,当钢管束砼组合剪力墙长度较长、剪跨比较小时,墙体剪切效应明显,其延性性能受到一定的限制.通过在剪力墙中设置竖缝,可以降低剪切效应,减小墙体总变形中剪切变形所占比例,改变其破坏状态,提高其延性性能.设置竖缝降低剪切变形影响、提高延性的同时,也会降低墙体的初始刚度和承载能力,但通过调整竖缝形式、竖缝高度和竖缝数量,可以在保证初始刚度、承载能力降低幅度较小的情况下,比较好地提高延性性能和耗能能力.     

两侧加强的钢管束混凝土组合剪力墙压弯性能模拟分析

钢管束混凝土组合剪力墙是装配式建筑中的一种新型抗侧力构件,它由矩形钢管束并排焊接内部填充混凝土构成.本文利用Abaqus有限元软件模拟分析两侧钢板加强对钢管束混凝土组合剪力墙承载能力及变形能力的影响.在研究中考虑的主要参数有轴压比、剪跨比和加强区宽度.模拟结果表明,对钢管束混凝土组合剪力墙两侧钢板加强,可以使钢管束屈曲位置内移,提高其极限承载能力和变形能力,改善剪力墙的受力性能.当剪力墙两侧钢板厚度由3 mm改为5 mm后,其极限承载能力提高幅度达22. 56%,且延性较好.通过提高两侧钢管束壁厚,加强两侧钢管束的抗屈曲能力,减少中间钢管束的壁厚,在墙体总用钢量不变的情况下,可以有效改善钢管束混凝土组合剪力墙的压弯性能.     

考虑底部加强的钢管束混凝土组合剪力墙压弯性能模拟分析

钢管束混凝土组合剪力墙是一种承载能力强、抗侧刚度大、延性好的新型剪力墙结构.针对其底部局部屈曲的破坏模式,本文提出一种钢管束混凝土组合剪力墙底部加强的改进方式.利用Abaqus有限元软件模拟分析了底部加强区高度与厚度对剪力墙承载能力和变形能力的影响程度,同时探讨了轴压比对钢管束混凝土组合剪力墙底部屈曲的影响.研究结果表明:底部加强方式可以使钢管束底部屈曲位置上移,充分发挥混凝土和钢管束的受力性能,显著提高剪力墙的承载力和变形能力;底部加强区高度在0.5倍墙高左右时,底部加强方式对钢管束混凝土组合剪力墙的改进效果最佳;随着轴压比增大,钢管束底部屈曲加剧,承载力和变形能力有所下降.     

钢管束混凝土组合剪力墙受剪性能模拟分析

钢管束混凝土组合剪力墙是一种新型剪力墙结构.钢管束尺寸及其剪跨比影响剪力墙的受力性能.利用通用有限元分析软件Abaqus建立钢管束组合剪力墙的有限元分析模型,分析了剪跨比和单束尺寸对其承载能力和延性的影响.分析结果表明,剪跨比从1.0变化到1.8时,钢管束混凝土组合剪力墙的受剪承载能力降低约30%、侧移刚度降低约60%,但其变形性能和延性性能提高.墙长一定时,采用较小的单束尺寸,虽然对钢管束剪力墙的受剪承载能力提高不大,但会增加其屈服位移和延性性能.通过模拟分析,为合理确定不同剪跨比钢管束混凝土组合剪力墙的单束尺寸提供了理论依据.     

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.     

斜加劲薄钢板剪力墙滞回性能模拟

为研究肋板刚度比对斜加劲钢板剪力墙滞回性能和耗能能力的影响,运用有限元软件ABAQUS对14片斜加劲薄钢板剪力墙模型进行了数值模拟.对比分析了斜加劲与不加劲薄钢板剪力墙的滞回性能和耗能能力,通过对13片斜加劲薄钢板剪力墙模型的模拟试验,分析肋板刚度比对斜加劲薄钢板剪力墙的滞回性能和耗能能力的影响.结果表明:设置斜向加劲肋可以有效改善薄钢板剪力墙的滞回性能和耗能能力;肋板刚度比对斜加劲薄钢板剪力墙的滞回性能和耗能能力具有一定影响.     

竖向槽钢加劲带缝钢板剪力墙力学性能分析

针对带缝钢板剪力墙开设竖缝后墙板平面外凸和刚度下降的问题,提出了一种设置槽钢加劲的带缝钢板剪力墙。采用ABAQUS软件模拟单侧设置两道竖向槽钢加劲带缝钢板剪力墙。通过改变槽钢加劲肋高、肋宽和肋厚,设置若干对照组。从滞回曲线、骨架曲线和刚度退化曲线3个方面对其力学性能进行了分析。研究结果表明:槽钢加劲肋高的增加对3个方面参数影响不大。随着槽钢加劲肋宽和肋厚的增加,试件滞回曲线越来越饱满,峰值荷载最大增幅为4.60%,刚度变化最大为71.13%。槽钢加劲肋宽、肋厚的增加有效约束了墙板平面外屈曲,同时结构的耗能能力、承载力和整体稳定性也得到了提升。     

带缝钢板剪力墙纵向自由边加劲性能有限元分析

为避免带缝钢板剪力墙因纵向自由边约束不足而导致整体失稳,需对其进行加劲设计。文章研究了加劲肋的影响、布置、结构选型和连接方式,并在理论分析和有限元ANSYS模拟基础上对加劲肋的设计进行了深入研究。结果表明,经过合理的加劲设计,带缝钢板剪力墙具有优异的受力性能。     

十字加劲放置形式对钢板剪力墙性能的影响

为研究十字加劲的放置形式对钢板剪力墙结构抗震性能的影响,采用试验和数值模拟的方法对三组单跨两层的平齐端板连接框架-钢板剪力墙结构进行了滞回性能分析,内嵌钢板的形式分别为无加劲、纵横放置十字加劲和对角斜向放置十字加劲钢板墙.对比分析了在低周往复荷载作用下三种不同加劲形式钢板剪力墙的破坏模式,滞回性能、延性、承载能力和耗能等整体性能,以及墙板变形模式、拉力带发育度等墙板局部性能.结果表明:加劲肋的设置减轻了结构滞回曲线的捏缩程度,推后并降低了墙板由呼吸效应产生的噪声和震颤,提升了钢板墙的使用性能.对角斜向放置加劲试件屈服承载力较其余两试件更高,但极限承载力、最终耗能和延性均劣于纵横放置加劲试件.由于放置方向的变化,对角加劲肋破坏较纵横加劲肋更早,肋板较早退出工作,使得对角加劲试件最终退化为无加劲试件,设计时应予以注意.     

竖向加劲式钢板剪力墙的抗剪性能

用ANSYS有限元程序对两边连接竖向加劲式钢板剪力墙进行数值模拟分析.将两边连接竖向加劲式钢板剪力墙的初始刚度的有限元计算值与两边连接非加劲钢板剪力墙的理论值进行了比较.探讨了加劲肋和名义轴压比对于钢板墙的影响.分析了带边框构件的两边连接竖向加劲式钢板剪力墙在水平荷载作用下的构件破坏顺序和受力机制.对一个典型尺寸规格的单层带边框两边连接竖向加劲式钢板剪力墙与一个对应边框尺寸规格的单层带边框四边连接竖向加劲式钢板剪力墙进行推覆分析,对比了两者的部分抗震性能.     

竖向加劲式钢板剪力墙的抗剪性能

用ANSYS有限元程序对两边连接竖向加劲式钢板剪力墙进行数值模拟分析.将两边连接竖向加劲式钢板剪力墙的初始刚度的有限元计算值与两边连接非加劲钢板剪力墙的理论值进行了比较.探讨了加劲肋和名义轴压比对于钢板墙的影响.分析了带边框构件的两边连接竖向加劲式钢板剪力墙在水平荷载作用下的构件破坏顺序和受力机制.对一个典型尺寸规格的单层带边框两边连接竖向加劲式钢板剪力墙与一个对应边框尺寸规格的单层带边框四边连接竖向加劲式钢板剪力墙进行推覆分析,对比了两者的部分抗震性能.     

新型钢-砼-钢组合剪力墙抗震性能试验研究

本文提出一种采用加强槽钢剪力连接件的新型钢-砼-钢组合剪力墙.通过对4个试件进行推出试验研究该新型剪力连接件的受剪性能,分析其破坏模式、荷载-滑移曲线、极限抗剪承载力以及极限滑移量等.为研究采用该新型加强槽钢连接件的钢-砼-钢组合剪力墙试件的抗震性能,完成了3个剪跨比为2.0的组合剪力墙试件的拟静力试验,研究了该新型组...     

正交异性钢桥面板局部振动计算的组合板梁单元法

针对大跨度钢桥中采用梯形加劲肋的正交异性钢桥面板,提出一种计算钢桥面板局部振动的组合板梁单元法.其中顶板用平板壳单元分析,梯形加劲肋视为板梁单元,两者的位移模式根据板与肋的变形协调关系建立.组合板梁单元的刚度矩阵通过能量变分原理得到,利用各子单元的形函数可以求得组合板梁单元的一致质量矩阵与一致荷载列阵,进而得到相应的有...     

桥面构造及铺装层对正交异性钢桥面板力学性能的影响

为研究桥面细部构造和桥面铺装对正交异性钢桥面板力学性能的影响,确定合理的构造,以梯形及矩形截面形状的纵向加劲肋与多种缺口形式的横隔板相组合形成正交异性钢桥面板结构体系,并铺设不同厚度、不同弹性模量的沥青混凝土铺装层,建立相应的有限元实体模型进行加载,分析纵向加劲肋截面形状、横隔板缺口形式及铺装层弹性模量和厚度对正交异性钢桥面板力学性能的影响规律。结果表明:加劲肋上口间距越小,改善桥面板受力性能越明显,其中加劲肋B(梯形加劲肋侧板与底板采用圆弧连接)受力性能较好,且用料少;缺口Ⅰ、缺口Ⅲ的应力集中情况好于缺口Ⅱ,因此应合理选用缺口Ⅰ和缺口Ⅲ,但缺口Ⅲ需要优化;顶板与纵向加劲肋连接处应力高,为力学性能敏感区域;铺装层弹性模量增加,钢桥面板最大主应力减小,铺装层厚度增加,钢桥面板和沥青表面最大主应力均减小,因此铺装层弹性模量与厚度要综合设计,以使钢桥面板受力性能最优。     

核电站双钢板混凝土剪力墙抗剪强度研究

以核电站屏蔽厂房剪力墙为原型,对含栓钉和加劲肋的双钢板混凝土组合剪力墙进行低周往复加载抗剪试验研究.试件包含3个1︰4缩尺模型,变化参数为栓钉间距与加劲肋,分析了试件的破坏特征、承载力以及耗能情况.试验研究发现:组合墙体整体受力性能良好,具有较强的抗剪性能.通过设置加劲肋,能有效提高墙体承载能力、刚度和延性.在试验基础上进行了有限元数值模拟与参数研究,研究了混凝土强度、钢板厚度、轴压力和加劲肋设置对抗剪强度的影响程度,并初步建立了核电站双钢板剪力墙抗剪强度计算公式,为核电安全壳设计理论的建立打下了基础.     

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。     

预应力双作用提篮式钢管砼拱与钢-砼空腹夹层板组合结构的研究与应用

探讨一种崭新结构－预应力双作用提篮式钢和 与钢－砼组合空腹夹层板组合结构的力学特性与应用前景。由于提篮式拱的两侧拱肋向桥面倾斜，使得吊索随之相向倾斜，通过预应力将钢－砼组合结构将桥面板拉紧。吊索下端与桥面下缘连接，连接点在桥面板中性层以下，使得索中的预应力沿桥面板的分力对桥面产生一个有利于钢－砼组合空腹桥面板的内力重分布的附加弯矩。通过自编的索－板有限元程序和大型通用程序Algor12对根据某桥梁实际现场条件设计的组合结构模型进行离散化的动静力分析，得到了比较满意的结果。证实了预应力双作用提篮式拱与钢－混凝土组合空腹夹层板组合结构是一种可以用于工程实践的优良空间结构。     

薄壁带肋方型截面钢桥墩抗震性能的拟静力试验研究

制作5根薄壁带肋方型截面钢桥墩试件,采用MTS伺服加载系统进行此类试件的拟静力试验,研究不同横向加劲肋间距和混凝土填充率对薄壁带肋方型截面钢桥墩抗震性能的影响.通过对试件破坏过程、荷载位移滞回曲线和骨架曲线等试验结果的分析得到:随着底部塑性铰区域横向加劲肋间距的减小,试验采用的钢桥墩试件的承载力和刚度有所提高;其它相同条件下,随着混凝土填充率的增加,管内混凝土对外围薄壁钢管发生局部屈曲的约束作用逐渐增大,桥墩的水平承载力、耗能能力、结构刚度、极限位移和位移延性系数等抗震性能指标也都随之提高.     

带加劲肋钢-混凝土组合蜂窝梁力学性能试验研究

对一根带加劲肋的钢-混凝土组合蜂窝梁进行了模型试验,考察了该结构在不同荷载作用下的受力和变形特点.试验表明,由于剪力次弯矩的影响,组合蜂窝梁孔口截面将先于翼缘板进入屈服,其对变形的影响也不可忽略.基于空腹桁架计算理论,考虑加劲肋的影响,推导了组合蜂窝梁应力的计算公式,并与试验结果进行了对比分析,结果表明,理论计算方法可以较为准确地反映圆孔边缘应力的分布规律,弯剪作用下最大应力出现在圆孔截面150～165°处.同样采用空腹桁架方法推导了组合蜂窝梁挠度的计算公式,与试验结果、有限元结果和规范建议方法进行了对比,各结果吻合良好,本文计算公式可为组合蜂窝梁正常使用阶段的挠度验算提供参考。