钢筋混凝土空腔墙滞回性能研究

为研究空腔墙的滞回性能,开展了一个普通墙和三个空腔墙的拟静力试验,并提出了适用于空腔墙的数值建模方法.分析了不同墙体的塑性发展、破坏形态,以及特征点的荷载、变形和受力差异.研究结果表明:低矮剪力墙的破坏模式为剪切破坏,耗能能力低、延性差;在低矮剪力墙中设置空腔可有效地降低剪力墙的刚度和承载力,空腔越大,其刚度和承载能力降低越多;空腔的存在使得暗柱和空腔壁的裂缝发展和分布更加均匀细密,更有利于耗能,在剪力墙中通过合理设置空腔,可以实现刚度、承载力和延性的合理匹配;通过放松剪力墙底部的约束和设置多个空腔可以达到提高剪力墙延性和改善破坏模式的目的.提出的分层壳模型可以较准确地分析和预测空腔墙在侧向荷载作用下的内力和位移响应.     

中部集中空腔RC剪力墙拟静力试验与数值模拟研究

为了研究中部集中空腔RC剪力墙(空腔墙)的抗震能力,对空腔墙试件进行拟静力试验,研究中部空腔的设置对RC剪力墙结构承载性能、变形能力、耗能能力及破坏模式的影响.采用OpenSees软件中的非线性壳单元建立空腔RC剪力墙的有限元模型,对其力学性能进行数值模拟.研究结果表明:水平往复荷载作用下,空腔RC剪力墙的最终破坏模式为弯剪破坏,空腔墙试件的屈服荷载、峰值承载力和延性性能随着空腔率的增大逐渐降低.非线性壳单元可以较好地模拟空腔RC剪力墙的力学性能.在所研究的空腔率范围内,当位移角达到1/120时,空腔墙试件发生弯剪变形,且其承受的荷载尚未达到极限荷载,说明空腔墙具有较理想的抗震性能.     

冻融环境作用下低矮RC剪力墙抗震性能试验研究

采用人工气候快速冻融试验方法,对4个实际剪跨比为1.14的低矮RC剪力墙试件进行冻融试验,进而对其进行低周反复加载试验,研究低矮RC剪力墙经不同冻融循环作用后其抗震性能的衰减规律.以承载力、延性系数、塑性转角、强度衰减、刚度退化和累积滞回耗能等指标为参数,探讨冻融循环次数对低矮RC剪力墙抗震性能的影响.结果表明:暗柱和墙体分布钢筋可以约束冻胀裂缝的开展,延缓冻融循环作用对墙体造成的破坏;冻融循环作用会引起低矮RC剪力墙的破坏模式由弯曲为主的弯剪破坏向剪切为主的弯剪破坏转变;冻融循环作用下低矮RC剪力墙抗震性能指标退化规律为:随着冻融循环次数的增加,水平抗剪承载力显著降低,位移延性系数和塑性转角显著增大,强度退化速率加快,耗能能力逐步变差.     

玻化微珠保温墙模复合剪力墙非线性分析

运用有限元分析方法,对玻化微珠保温墙模复合剪力墙进行非线性分析。通过建立合理的力学模型,模拟分析了在水平荷载作用下带缝剪力墙构件的抗震性能,并与传统剪力墙对比,比较分析了带缝剪力墙在破坏模式、骨架曲线及刚度退化等方面的特点和规律。结果表明,开缝可以改变墙体的破坏形态,降低构件的刚度,同时,可以提高构件的延性及抗震性能。     

火灾后钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

对6榀普通钢筋混凝土剪力墙进行了低周反复水平荷载试验,其中3榀剪力墙在进行荷载试验之前,遭受了轴压状态下（最大轴压比为0.46）的火灾试验.分析了火灾作用及轴压比对混凝土剪力墙破坏形态、承载力、延性、滞回特性、刚度及耗能能力的影响规律.结果表明：随着轴压比增加,火灾作用使混凝土剪力墙在常温下由弯剪破坏向剪切破坏转化的主斜裂缝破坏特征逐渐消失;火灾后剪力墙的承载力、延性降低,累积滞回耗能和初始刚度大幅下降,其抗震性能明显降低;与常温下类似,随着轴压比在一定范围内的提高,火灾后剪力墙的承载力及刚度提高,但延性和耗能能力降低.     

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.     

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.     

波纹钢板剪力墙结构的抗侧性能分析

利用有限元分析软件ABAQUS,对16个单层波纹钢板剪力墙结构进行弹性屈曲分析和非线性推覆分析,研究其在侧向荷载作用下的工作机理和抗侧性能,并探究了波纹几何参数对波纹钢板剪力墙结构屈曲性能和抗侧性能的影响规律.研究结果表明:与平钢板剪力墙相比,波纹钢板剪力墙具有较高的弹性屈曲临界荷载以及抵抗竖向荷载的能力,同时也具有良好的抗侧性能;随着宽高比的增加、高厚比的降低,波纹钢板剪力墙的初始抗侧刚度和极限承载力均提高;随着波纹钢板波幅的增加,极限承载力增大,初始抗侧刚度的变化较小;波纹钢板波长的增加对极限承载力以及初始抗侧刚度的影响均较小.     

侧边加劲带缝钢板剪力墙抗侧刚度及极限承载力计算

分析了侧向荷载作用下带缝钢板剪力墙面内变形时的受力特性,提出了考虑边缘加劲肋影响效应的带缝钢板剪力墙抗侧刚度计算公式,大幅提高了抗侧刚度估算公式的计算精度,利用该公式得到的计算值与有限元分析结果的误差可控制在3.5%以内.分析表明,随缝间墙肢宽度与墙板高度之比的增加或缝间墙肢高度与墙板高度之比的减小,面外变形对墙板极限承载力的不利影响增大.经合理设计,面外变形虽不足以引起墙板面外失稳,但会导致极限承载力下降,建议将这种不利影响的极限承载力折减系数考虑为0.9.将折减后的计算结果与非线性有限元分析结果进行对比,结果表明,考虑折减系数可以使得墙板的极限承载力计算公式偏于安全.这种抗侧刚度及极限承载力计算公式适用于屈曲前屈服的侧边加劲带缝钢板剪力墙.     

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.     

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。     

保温层贯通型复合剪力墙抗震性能试验研究

为研究保温层贯通型复合剪力墙的抗震性能,进行了4个1/2比例缩尺剪力墙试件在低周往复荷载作用下的静力试验,包含3个复合墙试件和1个实心墙对比试件.对比分析了各试件破坏特征、滞回性能、承载能力、延性、刚度退化及耗能能力等抗震指标,并给出了保温层贯通型复合剪力墙受剪承载力计算公式.试验结果表明,复合墙与实心墙的破坏形态均为弯剪破坏;复合墙在拉结筋作用下两侧墙片协同工作性能较优,滞回性能、承载能力、刚度退化性能等与实心墙相近,变形和延性性能优于实心墙;U型筋间距加密,起到延缓复合墙开裂的作用,但对承载力影响不大;中间保温层厚度加大,使复合墙承载力下降,但对变形及耗能能力未产生不利影响;复合墙开裂荷载出现较早,在实际工程中宜采取防止墙体开裂的措施.     

内埋管状内模低矮剪力墙受剪承载力分析

借鉴现浇混凝土空心楼盖结构和开设竖向缝槽低矮剪力墙的技术,提出一种新型的抗侧力结构——内埋管状内模钢筋混凝土低矮剪力墙.对3片内埋管状内模低矮剪力墙、1片开设竖向缝槽低矮剪力墙和1片普通低矮剪力墙试件在低周反复水平荷载作用下进行抗震性能试验,并根据内埋管状内模低矮剪力墙的破坏形态和试验结果,建立了内埋管状内模低矮剪力墙受剪承载力计算公式,计算结果与试验结果一致,为工程设计提供参考.     

一种新型保温夹芯剪力墙 受力性能试验研究

为研究新型保温夹芯剪力墙在格构式角钢约束下两侧混凝土的协同工作性能、承载力以及抗震性能,对三片剪力墙足尺模型进行水平低周反复荷载作用下的试验,并对剪力墙的延性、滞回性能、耗能性能进行了分析.结果表明:两侧混凝土在现有斜插筋的拉结作用下能够较好地协同工作;角钢能够对墙板有效约束;墙板在达到极限承载力后,强度、抗剪刚度下降...     

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．     

水平荷载作用下RC剪力墙有效刚度研究

采用MSC.Marc建立了钢筋混凝土剪力墙的精细有限元分析模型,并采用试验数据对分析模型进行验证.在此基础上,对有限元模型进行参数分析,研究了剪跨比、轴压比、纵筋强度、约束构件的配筋率、混凝土强度等5个参数对水平荷载作用下剪力墙有效刚度折减系数的影响.分析结果表明,相对于其他参数,轴压比是影响剪力墙有效刚度的主要因素.基于参数分析结果提出了一个计算剪力墙有效刚度的简化公式,简化公式计算结果与试验结果吻合良好,表明简化计算公式合理可靠,可供工程设计参考.     

基于实际竖向荷载分布的波纹钢板剪力墙轴压屈曲分析

波纹钢板剪力墙是一种采用波纹钢板作为内嵌墙板的新型钢板剪力墙结构,具有较高的强度、延性及耗能能力,可作为多层及高层建筑的抗侧力结构体系.内嵌波纹墙板可与边框同步安装,不可避免地会承受上部楼面及边框柱传递的竖向荷载,因此,对波纹钢板剪力墙在竖向荷载作用下的轴压稳定性及屈曲承载力进行研究具有重要意义.将波纹墙板简化为正交各向异性平板,利用微分方程幂级数求解法,推导了线性、非线性分布的轴压荷载作用下波纹墙板弹性屈曲承载力的理论分析方法,并结合三维精细有限元分析结果对该理论分析方法进行修正,以弥补波纹墙板简化产生的误差.建立了多层波纹钢板剪力墙结构的精细有限元模型,并对竖向荷载在各层墙板的分布规律进行研究,发现顶层墙板中竖向应力沿跨度方向呈抛物线分布,并得到了竖向荷载的分布函数,其余楼层墙板中竖向应力近似均匀分布.根据实际竖向荷载分布,提出了波纹钢板剪力墙结构中墙板轴压屈曲荷载的显性计算公式,并通过精细有限元分析验证了该计算公式的有效性.由参数分析结果可知,在其他几何参数不变的情况下,波纹墙板轴压屈曲应力随直边长度的增加显著降低,随平区格板宽度、波折角和区格板宽度比的增加而增加,而波纹边长度和...     

PEC短肢剪力墙轴压比影响及承载力计算方法

PEC(部分外包)组合剪力墙具有承载力高、延性好、构造简单等优点,为研究其破坏特征及承载力特性,完成了1组PEC短肢组合剪力墙足尺试验,观察了墙体在低周往复荷载作用下的破坏形式,得到了试件的滞回曲线与骨架曲线。采用Abaqus对不同参数的PEC短肢组合剪力墙进行了非线性分析,通过与试验数据的对比验证了有限元模型的适用性,表明轴压比0. 3时墙体承载力最大,轴压比若大于0. 6墙体延性迅速降低,易发生脆性破坏。最后,将2种正截面承载力设计方法与有限元结果对比,表明:JGJT380-2015《钢板剪力墙技术规程》提供的全塑性正截面承载力计算公式适用于PEC短肢组合剪力墙,精度满足设计要求且偏安全。     

双轴加载下RC带翼缘剪力墙抗震性能对比分析

基于有限元软件ABAQUS对T型截面带翼缘剪力墙在双轴反复荷载作用下的抗震性能进行数值模拟,通过与已有实验结果的对比,验证了有限元模型的有效性.通过对研究模型的模拟,分析比较了双轴加载较单轴荷载作用下各方向性能的差异,对比了不同双向加载路径对其抗震性能影响.结果表明:除x轴反向加载(腹板端部受压时)外,其余方向双轴加载较单轴均表现出明显的双轴耦合效应,承载力降低,强度和刚度退化加剧,延性减弱;其中"8字形"加载路径影响最大.