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.     

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.     

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.     

工字形截面钢板组合剪力墙抗震性能试验

为研究工字形截面钢管混凝土边框钢板组合剪力墙的抗震性能,进行了3个试件在轴向压力和水平往复荷载作用下的低周反复荷载试验,分析了腹板墙体内藏单钢板、内藏单钢板及钢筋暗撑、外包双钢板等不同构造对其抗震性能的影响.试验研究表明:设置钢筋暗撑可提高工字形截面钢管混凝土边框内藏钢板组合剪力墙的承载力、变形和耗能能力,但用钢量相对较大;将内藏钢板及分布钢筋等含钢率转换为外包双钢板后,其承载力、刚度有所降低,但变形能力有较大增强;工字形截面钢管混凝土边框钢板组合剪力墙具有良好的屈服机制和多道抗震防线,适用于高层及超高层建筑抗震设计.     

圆钢管混凝土边框内藏桁架剪力墙抗震性能

提出了圆钢管混凝土边框内藏桁架剪力墙结构.该新型剪力墙包含2种组合:不同受力体系(钢管混凝土、钢桁架与剪力墙)组合和不同材料(型钢与混凝土)组合,形成了多重组合剪力墙.进行了3个1/5缩尺中高剪力墙的低周反复荷载试验.在试验研究基础上,对比分析了剪力墙的承载力、延性、刚度及其衰减过程、滞回特性、耗能能力及破坏特征,建立了圆钢管混凝土边框内藏桁架剪力墙的承载力计算模型,计算结果与实测结果符合较好.研究表明:圆钢管混凝土边框内藏桁架剪力墙与普通剪力墙相比抗震性能显著提高.     

矩形钢管混凝土束剪力墙风机塔筒L型连接节点力学性能研究

针对目前风机塔筒结构发展受限于结构高度与安装效率的问题,本文提出了一种L型螺栓连接的矩形钢管混凝土束剪力墙风机塔筒,并且针对螺栓关键连接区域进行了力学性能研究。最后通过有限元建模的方法对塔筒单片矩形钢管混凝土束剪力墙在面外以及面内荷载下的性能表现进行了分析,并且给出了相关设计建议。研究结果表明塔筒螺栓连接区域在单轴拉伸下的破坏模式为连接板弯曲变形以及螺栓拉断。塔筒单片剪力墙的面内初始刚度及承载力要显著高于面外。综合考虑剪力墙力学性能的提升效率以及剪力墙各部件的应力分布状态,建议当螺栓直径为20 mm时,连接板厚度不应大于螺栓直径;建议当连接板厚取20 mm时,螺栓直径取其1.2倍。     

连续相交弧面剪力墙模板施工技术

本工程针对连续相交弧面剪力墙的特点，改进传统模板施工工艺，采用钢筋加钢管组合模板主楞，这一技术同时保证了弧面剪力墙造型尺寸和混凝土施工质量，而且降低了施工成本。本技术适用于框一剪结构、剪力墙结构等各种建筑中弧面剪力墙模板支撑体系施工。     

钢管混凝土边框内藏带斜肋钢板中高剪力墙结构的有限元分析

钢管混凝土边框内藏带斜肋钢板中高剪力墙结构融合了钢管混凝土和带斜肋钢板中高剪力墙两种不同结构的优点,是一种应用前景比较好的抗震结构.为了系统地研究带斜肋钢板中高剪力墙对整体结构的抗剪能力的影响,使用ANSYS软件建立非线性有限元模型对其进行分析,在验证有限元模型的基础上,从整体性能、传力机理、耗能等方面对该结构进行评价.结果表明:钢管混凝土边框内藏带斜肋钢板中高剪力墙结构具有较高的侧向承载力和强度储备,在循环荷载作用下,结构表现出良好的耗能能力,钢管混凝土承担80%~100%的倾覆弯矩,带斜肋钢板中高剪力墙承担80%~90%的侧向力.     

装配式钢管密肋保温复合墙体抗震性能试验研究

为研究钢管分布形式对钢管密肋保温复合剪力墙墙体抗震性能的影响,设计制作了4片缩尺比为1∶2的装配式钢管密肋保温复合剪力墙墙体,通过对1片剪力墙墙体的轴压试验和3片剪力墙墙体的低周往复荷载试验,研究了墙体的破坏形态及模式、承载能力、滞回特性、骨架曲线、刚度退化以及变形和耗能性能.试验结果表明:对于竖向荷载作用下的密肋复合墙体,由于在肋柱中布置了钢管,其抗压承载力显著提高;对于低周往复荷载作用的密肋复合墙体,其主要破坏形态为整体剪切破坏,且基本按照“填充砌块—肋格—边框柱”的顺序破坏,与普通钢筋密肋复合墙相比,钢管密肋保温复合墙的抗剪承载力提高了112％,同时具有良好的变形能力和耗能性能.研究结果完善了装配式密肋复合板结构体系,为密肋复合板结构应用于高层住宅建筑提供了理论依据.     

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．     

型钢高强混凝土T形短肢墙承载力试验研究

型钢高强混凝土短肢剪力墙较普通钢筋混凝土短肢剪力墙具有承载力高、延性好等优点。为了研究型钢高强混凝土T形截面短肢剪力墙的正截面受力性能及不同型钢骨架形式对其性能的影响,本文通过对两个含实腹式型钢骨架和一个含桁架式型钢骨架的型钢高强混凝土T形截面短肢剪力墙试件进行正截面偏心压力作用下的试验研究,以揭示该类构件的工作机理、破坏形态和极限承载力。试验研究表明:型钢高强混凝土T形截面短肢剪力墙的破坏过程与普通短肢剪力墙相似,横截面的平均应变基本符合平截面假定,型钢与混凝土能够保持协同工作,两种配钢形式的构件受力性能差别不大。     

约束型双钢板混凝土组合剪力墙滞回性能的分析

借鉴钢管约束型混凝土柱的概念,本文提出了一种新型抗侧力结构——约束型双钢板混凝土组合剪力墙,即在每层组合剪力墙顶与楼板交接处将外包钢板切断并预留一定宽度的缝隙而形成的一种新型组合剪力墙,并利用有限元软件ABAQUS建立1片普通双钢板混凝土组合剪力墙和4片约束型双钢板混凝土组合剪力墙模型,分析不同宽度的缝隙对其滞回性能的影响。结果表明:在高轴压比作用下,相较于普通型双钢板混凝土组合剪力墙,约束型双钢板混凝土组合剪力墙的承载力、延性、耗能能力得到大幅提高,是一种能够很好改善双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能的优良结构,在高轴压比n=0. 5下约束型双钢板混凝土组合剪力墙的最优开缝宽度为外包钢板高度的3%(81 mm)。     

底层大空间高位转换高层建筑振动台试验研究

通过对一座底层大空间、采用高位厚板转换层的框支剪力墙高层建筑的模拟地震振动台试验,分析研究了该结构的抗震性能.按1:30 缩比设计制作了底层大空间高层建筑模型,测试了模型结构的动力特性及在1个场地波和2个天然波激励下的地震反应特征.试验及分析结果表明:该结构的抗震性能基本满足现行规范的要求;结构的转换层、剪力墙厚度发生变化及钢管混凝土柱转变为混凝土柱的36层附近是抗震薄弱部位,在抗震设计中应该予以加强.     

带边框预制装配式剪力墙关键技术研究进展

预制装配式剪力墙结构是实现住宅产业化及建筑节能减排的重要途径.从国家住宅产业化的发展、预制剪力墙整体及构件受力性能、带边框剪力墙的抗震性能、钢筋和钢管灌浆套筒连接技术、考虑加载速率影响的剪力墙抗震研究五个方面对剪力墙的受力性能、破坏机理、变形能力等方面进行综述.通过分析指出,将边框(钢管混凝土、型钢等约束端柱)引入预制装配式剪力墙中可以有效改善传统单一的抗震防线,利用约束端柱和剪力墙形成多道防线提高结构整体抗震性能.因此,对带边框预制装配式剪力墙的承栽能力、变形性能、破坏模式等问题需要进行深入研究.     

钢管混凝土框架-核心筒结构体系优化设计

在超高层建筑中,钢管混凝土框架-核心筒结构体系成为钢管混凝土结构和框筒结构合理结合的建筑主流结构体系形式.此结构体系是由钢管混凝土柱通过梁与核心筒结构组合形成整体受力体系,体系中最主要的两大部分为钢管混凝土柱和钢管混凝土宽扁梁部分.本文以实际工程为例,借助GSSAP对钢管混凝土框架-核心筒结构体系进行有限元计算和建筑结构分析,进行结构体系的优化设计,得出最优设计方案.     

约束扭转状态下钢管混凝土抗扭承载力的有限元建模及参数分析

随着建筑结构跨度的不断增加以及形式的多样化发展,使建筑物抗扭性能的研究变得尤为重要.运用大型有限元通用软件ANSYS建立约束扭转状态下钢管混凝土构件的有限元实体模型,模拟其受扭全过程的荷载-位移曲线,并对该有限元模型进行验证.在此基础上,选取含钢率、钢材屈服强度、混凝土强度和长细比作为参数进行有限元参数分析,探讨这4个参数与抗扭承载力的相关关系.结果表明:长细比对约束扭转状态下的钢管混凝土抗扭性能有一定的影响,混凝土强度和钢材强度对抗扭承载力的影响基本是独立的,而混凝土对钢管混凝土抗扭承载力的影响不能忽略.     

基于轴压试验的钢骨钢管混凝土柱力学性能研究

极限承载力是衡量钢骨钢管混凝土柱等建筑结构构件最基本的力学性能指标.以钢骨钢管混凝土柱的钢管壁厚、钢骨截面面积、混凝土的抗压强度等为主要变化参数,进行了6根短柱的轴压试验,分析了混凝土柱在轴心压力下的宏观变形特征、破坏机理,并研究了影响混凝土柱极限承载力的主要因素,从而为钢骨钢管混凝土柱性能的进一步深入研究提供参考依据.     

方钢管混凝土柱在轴压下的局部屈曲

假定方钢管混凝土柱的钢管板件在非加载边受到弹性约束,建立横向位移函数是三角函数条件下钢管壁板的局部屈曲模型.应用能量法推导轴压下钢管混凝土柱的钢管管壁的局部屈曲临界应力的计算公式.以非加载边弹性约束系数分别为2.0和∞为例进行计算.计算结果表明:核心混凝土的存在大大提高钢管管壁抵抗局部屈曲的能力.     

矩形钢管混凝土键连接剪力墙框架柱的力学性能研究

目的研究矩形钢管混凝土键连接装配式混凝土结构框架柱和剪力墙的力学性能,分析不同参数对其影响,为该类结构连接提供设计依据.方法设计了19个采用矩形钢管混凝土键连接的墙柱试件,利用有限元方法模拟各试件在单调荷载加载下的受力过程,分析不同参数对荷载-位移曲线的影响.结果矩形钢管混凝土键连接墙柱的构件与现浇构件相比,延性很高,最大承载力较高,屈服荷载偏低;键的截面高度增加,构件承载力增加,初始刚度增加,延性系数不变;截面宽度增加,承载力增加,初始刚度不变,延性系数减小;键的长度增加,承载力基本不变,初始刚度减小,延性系数增加;混凝土强度对构件的抗剪承载力和初始刚度影响很小;键的纵向间距对构件的荷载-位移曲线几乎没有影响.结论矩形钢管混凝土键的截面高度是影响承载力的主要因素、长度是影响延性的主要因素.     

离心钢管混凝土结构弹性扭转应力分析

采用弹性力学的基本分析方法，建立了离心钢管混凝土构件扭转作用的基本方程。假定应力函数的基本模式，令其满足平衡方程及力的边界条件；通过对层合材料扭转余能的变分使协调条件得到近似满足，确定了离心钢管混凝土构件在扭矩作用下的横截面及层间剪应力的具体计算公式。