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.     

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.     

再生保温混凝土剪力墙抗震性能试验研究及模拟分析

设置了4个再生保温混凝土剪力墙对照组进行拟静力试验，结合ANSYS有限元分析软件进行再生保温混凝土剪力墙模型建立和分析，研究再生保温混凝土剪力墙的抗震性能。通过对比低周往复荷载下剪力墙构件应力云图和钢筋Mises应力云图，将试验结果与模拟分析相结合，深入研究轴压比、剪跨比、暗柱配筋率及箍筋约束对于剪力墙抗震性能的影响。结果表明：模拟采用的混凝土及钢筋计算模型，其计算值与实验值之间偏差不超过10%,是较为可靠的计算模型；再生保温混凝土比一般混凝土的最大承载力高1.2%～4.7%,因剪跨比不同再生保温混凝土延性系数比普通混凝土高5.1%～12.8%,具有很好的抗震性能；高剪跨比构件拥有更好的抗震性能，且剪跨比对结构的影响程度在加载前期大于加载后期；轴压比从0.14增加至0.3过程中，承载力的提升约为35%,但承载力提升使构件的延性和抗震能力均下降；增加暗柱配筋率能有效提高混凝土构件的延性和抗震能力。     

剪跨比对玻化微珠保温混凝土剪力墙抗震性能影响研究

采用拟静力试验及ABAQUS有限元模拟的方法对五种不同剪跨比剪力墙的抗震性能进行分析,对比了不同剪跨比剪力墙的破坏形态、承载力、位移、延性性能及荷载—位移滞回曲线等抗震性能指标。研究结果表明:剪跨比是玻化微珠保温混凝土剪力墙抗震性能的重要影响因素,剪跨比越大,剪力墙屈强比越小,安全储备能力越高,延性系数越大,结构延性越好,后期刚度越稳定,耗能能力越强,承载力越小。当剪跨比在1.24~1.8之间时,剪力墙延性较好,承载力较高,抗震性能较理想。研究结果可为玻化微珠保温混凝土剪力墙结构设计提供试验支撑和理论依据。     

圆管支撑钢板仓组合剪力墙抗震性能分析

为研究圆管支撑钢板仓组合剪力墙的抗震性能,以轴压比、钢板厚度、钢板强度、剪跨比、混凝土强度以及墙体厚度为参数,利用ABAQUS有限元进行模拟分析.结果表明:钢板仓组合剪力墙的承载力以及变形能力随剪跨比的增加而降低,随墙体厚度的增加而提高;增加钢板强度、混凝土强度均可提高剪力墙的承载能力,但变形能力减弱;增加钢板厚度,剪力墙的变形能力先升高后降低,但承载能力不断提高,以钢板厚度为5 mm为宜;增加轴压比会降低剪力墙的变形能力,且当轴压比小于0.4时,剪力墙的承载力随轴压比的增加而提高,大于0.4时则相反.同时根据参数分析以及均匀试验设计数据结合叠加法对墙体的抗剪承载力计算公式进行拟合和修正,结果具有95％的保证率.     

低剪跨比带约束拉杆双钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

为了研究低剪跨比带约束拉杆的双钢板-混凝土组合剪力墙的抗震性能,对6个带约束拉杆的双钢板-混凝土组合剪力墙试件进行了滞回加载试验,研究了低剪跨比情况下包含不同参数的组合剪力墙的破坏模式、变形能力及耗能能力,得到了试件的滞回曲线、骨架曲线、承载力、位移延性系数、刚度退化曲线以及累计耗能曲线.然后,采用Open Sees程序对带约束拉杆的双钢板-混凝土组合剪力墙试件和普通钢筋混凝土剪力墙分别进行了数值模拟分析.研究结果表明:在低剪跨比情况下,带约束拉杆的双钢板-混凝土组合剪力墙的抗震性能良好;减小约束拉杆间距和端部增设型钢构件均可提高试件的承载力并改善其延性;与普通钢筋混凝土剪力墙相比,组合剪力墙的承载力和耗能能力显著提高.     

带脱空的钢管混凝土短柱受剪性能有限元分析

基于合理的材料本构模型和边界条件,考虑外钢管与核心混凝土之间的组合作用,建立带脱空的钢管混凝土(CFST)短柱在压剪受力状态下的有限元分析模型(FEM).研究脱空率、剪跨比和轴压比对试件受剪性能的影响,提出考虑脱空率及轴压比影响的带脱空钢管混凝土受剪承载力简化计算模型.结果表明:脱空削弱了CFST柱在弹塑性工作阶段的受剪性能,且降低了其抗剪承载力;随着剪跨比增加,脱空对试件在纯剪及压剪作用下的抗剪承载力影响降低;当脱空率小于0.2%时,随着轴压比的增加,试件抗剪承载力线性增长.     

T形钢管混凝土组合构件抗弯性能

将两根矩形钢管直接焊接形成新型T形钢管混凝土组合构件,进行了8组共16个T形钢管混凝土组合构件的抗弯试验,分析了含钢率、剪跨比、截面尺寸等参数对新型T形钢管混凝土组合构件抗弯性能的影响,比较了新型T形钢管混凝土组合构件和传统T形钢管混凝土组合构件的抗弯性能.运用有限元软件ABAQUS对构件的弯矩-挠度曲线进行了全过程分析.数值分析结果与试验结果符合良好,两者的承载力差值在5%以内.提出了新型T形钢管混凝土组合构件抗弯极限承载力的计算公式,并运用该公式计算了5组试件的弯曲极限承载力,计算结果与试验结果误差最大为14%,结果令人满意.     

装配整体式剪力墙受剪性能研究

介绍了一种适用于住宅产业化的新型装配整体式剪力墙结构体系——预制混凝土空心模板剪力墙.完成了1个现浇钢筋混凝土剪力墙试件和2个预制混凝土空心模板剪力墙试件在恒定轴力下的拟静力试验,研究了新型墙体的破坏过程和破坏模式,分析了内部结合面、竖向接缝对墙体受剪性能的影响.研究结果表明:预制混凝土空心模板剪力墙出现宏观竖向裂缝,可避免发生脆性剪切破坏;竖向接缝是影响预制混凝土空心模板剪力墙性能的重要因素;预制混凝土空心模板剪力墙构造合理,可应用于实际工程.     

配抗剪钢筋混凝土板的冲切

本文根据11块钢筋混凝土板的冲切试验,分析抗剪弯起钢筋对冲切强度的影响规律,抗剪钢筋不同的平面布置位置对冲切强度及延性的贡献,探讨冲切破坏机理,建立半理论半经验的冲切强度计算公式。所得结论可供修订混凝土结构设计规范及工程设计参考。     

混凝土剪力墙受剪承载力可靠度分析

针对我国规范未对剪力墙受剪承载力可靠指标进行校准,本文研究钢筋混凝土剪力墙受剪承载力的可靠度水平.根据剪力墙抗剪公式所依据的试验及试件情况,收集并筛选截面型式、混凝土类型、配筋型式、破坏形态等方面与其一致的74片剪力墙试验数据,对试件承载力的试验值与规范公式计算值进行分析,得出剪力墙受剪承载力计算模式不定性统计参数,进而得出抗力统计参数和概率分布类型;采用考虑基本变量概率分布类型的验算点法进行可靠指标计算.结果表明:现行规范剪力墙受剪承载力可靠指标低于目标可靠指标3.7的要求,其中荷载效应比、剪跨比、轴向压力、配筋率、混凝土强度等级对可靠指标影响较小,风荷载与永久荷载效应比对可靠指标影响较大,分布钢筋采用HPB300时的可靠指标在同等条件下较小.为保证剪力墙受剪承载力可靠指标满足目标可靠指标要求,引入承载力调整系数0.95对现行计算公式进行修正,修正后计算公式的可靠指标均值为3.738.     

剪切闸板防喷器剪切性能评价

剪切闸板防喷器是井控设备的重要组成部分之一,其作用是在钻井过程中遇到突发情况时及时剪断钻杆并密封井口,其剪切性能直接关系到钻井作业的安全.以某新型上直下V结构的剪切闸板防喷器为研究对象,通过显示动力学模块对剪切闸板剪切钻杆的过程进行数值仿真模拟,分析研究闸板的剪切性能.并用该剪切闸板分别剪切5 in和5.5 in两种不...     

焊钉橡胶组合连接件抗剪性能试验

为了在确保钢与混凝土连接件抗剪承载力不变的情况下达到降低抗剪刚度的目的,提出了焊钉杆部外套橡胶的组合连接件构造.以橡胶套设置与否以及橡胶套的高度、厚度为参数进行了18个模型试件在单调和反复加载作用下的抗剪推出试验,结果表明,外套橡胶的组合连接件相比于普通焊钉连接件其抗剪承载力基本保持不变,抗剪刚度显著减小;在反复加载作用下两者具有相同的变形恢复性能;组合连接件的橡胶套高度宜小于焊钉高度的3/4、厚度在到达焊钉直径的1/8时已经能够起到显著减小抗剪刚度的效果.     

装配式剪力墙竖向焊接节点抗剪性能

为了对装配式剪力墙结构节点干式连接方案进行研究,在已有研究成果新型预制复合墙板体系的基础上提出了采用焊接连接的装配式剪力墙干式节点方案,并通过两批共5个焊接节点试件的单调静力加载试验来考察竖向节点的抗剪性能和变形能力.试验表明,节点试件具有较好的抗剪性能和变形能力;试件破坏始于节点周围区混凝土出现裂缝,终于连接钢板和锚筋剪断致使节点试件失去承载能力.在此基础上通过ABAQUS有限元分析软件对节点试件受力过程进行了模拟,并对各种材料参数进行了详细比较和分析.通过比较可知该类节点抗剪性能和变形能力主要由连接钢板、锚筋抗剪承载力和节点周围区混凝土抗压承载力决定,纵筋、箍筋、预埋钢板等材料参数变化对节点试件影响不大.最终,得到了竖向节点焊接连接方案可用于装配式剪力墙结构节点连接之中的结论.     

装配式组合梁剪力钉抗剪刚度研究

根据装配式钢-混凝土组合梁桥道板快速安装的工程需求,提出水平布置的装配式剪力钉。为了研究装配式剪力钉的抗剪刚度问题,进行推出试验。为选定合适的抗剪刚度公式,论述了国内、外常规剪力钉抗剪刚度计算方法的适用性和优缺点,并根据试验结果对现有抗剪刚度计算公式进行了分类。分析两类试件的抗剪刚度,发现:与常规剪力钉相比,装配式剪力钉的抗剪刚度均较大,正常使用极限状态下二者的抗剪刚度相差最明显。最后引入剪力钉抗剪刚度退化率的概念,用以分析组合构件在荷载作用下不同阶段的抗剪刚度变化特性。     

滚切剪剪切力的计算

本文参照了斜刃剪剪切力的计算方法,推导出了适合滚切剪剪切力的计算公式,并用实验数据进行了验证．     

主剪应力、八面体面剪应力及形状改变比能

用主单元体的４５°面上的主剪应力计算八面体面剪应力,并用八面体面剪应力计算形状改变比能,从而直接显示出这三者之间的关系．这对更深入地理解和熟悉第三、四强度理论有益处．