冻融环境下钢管混凝土带缝剪力墙的抗震性能试验研究

针对冻融环境下钢管混凝土的带缝剪力墙抗震性能试验进行研究,通过对在相同的冻融环境下反复经历多次的混凝土带缝剪力墙的整体状态和受破坏程度进行比较分析,从而得出在经过115次的冻融环境下反复操作,冻融在弹性阶段对试件抗震性能影响较小,在进入弹塑性阶段后,试件刚度开始下降,骨架曲线开始弯曲;在极限荷载达到后,试件骨架曲线下降,试件刚度退化明显。方钢管混凝土边框带缝剪力墙延性系数平均值为3.53,方钢管混凝土边框底部加厚带缝剪力墙的延性系数平均值为4.07。在冻融循环次数不相同的时候,可以发现冻融环境反复的次数与我们试件的各项荷载指标呈现着负相关关系,即循环的次数越多,时间的极限荷载和开裂荷载的参数值在不断的减少,极限荷载降低幅度要比开裂荷载的大,并建立了冻融循环次数的墙体受剪承载力公式。     

内置钢板深梁剪力墙抗震性能试验研究

内置钢板深梁剪力墙是由钢管混凝土柱、柱间钢板深梁、混凝土墙体及其连接构件组成。对5个1/5缩尺的该组合剪力墙模型进行了低周反复荷载试验。试验分两阶段进行,第一阶段试验研究位移角小于1/50试件的抗震性能,第二阶段试验研究第一阶段损伤试件修复后的抗震性能,修复采用剪力墙边框钢管间两侧贴焊薄钢板的方法。分析了各试件修复前后的破坏特征、滞回特性、承载力、刚度退化、位移延性、耗能性能。结果表明：内置钢板深梁剪力墙的钢管混凝土柱、钢板深梁、混凝土墙体及连接构件相互作用,协同受力,具有良好的抗震性能;变形特征具有阶段性,在混凝土和部件连接界面损伤前与整体剪力墙变形接近,在连接界面损伤滑移后与带竖缝剪力墙接近。     

钢管混凝土边框带斜筋柱式配筋剪力墙地震损伤试验研究

为研究钢管混凝土边框带斜筋柱式配筋剪力墙的地震损伤规律,设计、制作了4片不同构造形式的剪力墙试件,进行了低周反复加载试验,并分析了试件地震损伤演化过程;对各试件进行基于能量法的地震损伤分析,研究了钢管混凝土边框和带斜筋柱式配筋形式对试件地震损伤的影响。结果表明:钢管混凝土边框和带斜筋柱式配筋的构造组合显著减小了试件地震损伤指数,提高了试件抗震性能,其中柱式配筋形式可以大幅提高试件延性性能,斜筋能够加强试件抗侧刚度,钢管混凝土边框在加载后期可以为试件提供良好的承载力、刚度和变形储备;所建立的地震损伤评定模型,较好地体现了钢管混凝土边框带斜筋柱式配筋剪力墙损伤指数与试验损伤形态之间的关系。     

钢管混凝土边框内藏钢板剪力墙抗震试验与分析

完成了6个钢管混凝土边框钢板剪力墙抗震性能试验研究,试件包括3个不同钢板厚度的钢管混凝土边框纯钢板剪力墙和3个对应钢板厚度的钢管混凝土边框内藏钢板组合剪力墙.基于试验,分析了各试件的承载力与变形特点.采用ABAQUS软件对各试件的受力与变形特点进行了有限元分析,有限元模拟结果与试验结果符合较好.试验及分析表明:钢管混凝土边框纯钢板剪力墙具有良好的延性;钢管混凝土边框内藏钢板组合剪力墙,承载力和刚度比纯钢板剪力墙明显提高,综合抗震性能良好.     

快速往复荷载下装配式钢管混凝土边框剪力墙抗震性能试验研究

为研究快速往复荷载下装配式钢管混凝土边框剪力墙的抗震性能,设计制作了3片足尺单层单跨装配式钢管混凝土边框剪力墙试件,分别进行0.1,5,20 mm/s加载速率下的往复荷载试验,对其破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、承载能力、延性系数、耗能能力及刚度退化等方面进行对比分析。试验结果表明:试件破坏均为墙体边框钢管屈服后底角混凝土压溃,而钢筋及钢管连接节点处未发生明显变化,说明套筒灌浆连接技术满足装配式结构受力要求。加载速率对装配式钢管混凝土边框剪力墙的抗震性能影响有限,加载速率较静态加载提高200倍时,剪力墙承载力提高6%,延性系数降低20%,等效黏滞阻尼比降低13.1%。     

Seismic performance of prefabricated shear wall of variable sections with concrete filled steel tube and vertical patchwork

为了研究带竖向拼缝的装配式钢管混凝土剪力墙结构的抗震性能,设计制作了2个带竖向拼缝的的1/3缩尺的两层装配式钢管混凝土剪力墙试件,试件墙肢截面形式分别为L形和工字形。通过对其进行低周往复加载试验,研究2个试件的墙体裂缝开展过程及破坏形态,并通过与带竖向拼缝的一字形墙体试件进行对比,分析不同截面形式的墙体的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、刚度退化曲线和竖向拼缝的滑移曲线。结果表明,采用套筒灌浆方式连接的钢管节点能够满足受力需求;竖向拼缝的连接方式是可靠的,能够较好地满足结构的整体传力要求;另外,与一字形墙体试件相比,L形墙体和工字形墙体位移延性系数分别提高24.44%和50.38%,承载力分别提高8.94%和26.81%。     

不同截面形式带竖向拼缝装配式钢管混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为了研究带竖向拼缝的装配式钢管混凝土剪力墙结构的抗震性能,设计制作了2个带竖向拼缝的的1/3缩尺的两层装配式钢管混凝土剪力墙试件,试件墙肢截面形式分别为L形和工字形。通过对其进行低周往复加载试验,研究2个试件的墙体裂缝开展过程及破坏形态,并通过与带竖向拼缝的一字形墙体试件进行对比,分析不同截面形式的墙体的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、刚度退化曲线和竖向拼缝的滑移曲线。结果表明,采用套筒灌浆方式连接的钢管节点能够满足受力需求;竖向拼缝的连接方式是可靠的,能够较好地满足结构的整体传力要求;另外,与一字形墙体试件相比,L形墙体和工字形墙体位移延性系数分别提高24.44%和50.38%,承载力分别提高8.94%和26.81%。     

L形边框单排配筋保温模块矮剪力墙抗震性能研究

进行4个足尺再生混凝土矮剪力墙试件的低周反复荷载试验,包括1个无EPS（模塑聚苯乙烯）保温模块剪力墙试件,3个带EPS保温模块剪力墙试件。对比分析各试件的承载力、延性、刚度、耗能和损伤演化规律|研究了保温模块及砂浆面层、再生混凝土强度、墙体分布钢筋配筋率对L形边框单排配筋矮剪力墙抗震性能的影响。研究表明：提高混凝土强度和分布钢筋配筋率可一定程度提高墙体的承载力和弹塑性变形能力|与无保温模块剪力墙试件相比,L形边框保温模块单排配筋矮剪力墙具有良好的抗震性能。     

STRCC边框内藏钢桁架剪力墙抗震性能研究

为研究钢管混凝土叠合边框内藏钢桁架剪力墙的抗震性能,制作了2个普通钢管混凝土叠合边框剪力墙试件和2个钢管混凝土叠合边框内藏钢桁架剪力墙试件。对试件进行了模拟地震振动台试验研究,对比了这2种剪力墙的动力特性、加速度时程反应和位移时程反应。利用有限元软件ABAQUS分别建立微观模型和宏观模型对不同设计参数的试件进行了弹塑性时程分析。研究结果表明,内藏钢桁架能够明显提高钢管混凝土叠合边框剪力墙的延性和抗震耗能能力;在较大的地面加速度峰值下,钢桁架减小试件地震位移的作用发挥得更明显;钢管混凝土叠合边框内部钢管壁厚的增大有利于提高剪力墙的承载力和安全储备。     

CFST边框内藏钢板高剪力墙弹塑性时程分析

对钢管混凝土边框钢板剪力墙试件和钢管混凝土边框内藏钢板剪力墙试件进行了模拟地震振动台试验,试件高宽比均为3.2。在试验的基础上,利用ABAQUS软件和SAP2000软件分别建立实体模型和宏观模型,对试件进行了弹塑性时程分析,对比了计算结果和实测结果,研究了不同钢板宽厚比和钢管壁厚对试件抗震性能的影响。研究结果表明:钢管混凝土边框内藏钢板剪力墙试件的延性较好,抗震耗能能力较强,可在高层建筑中设计使用;而在两种试件当中,钢管混凝土边框和钢板(内藏钢板)起到的耗能作用均比较突出。     

内置纤维增强复材管的钢管混凝土边框剪力墙性能分析

基于ABAQUS软件,对新型内置纤维增强复材管的钢管混凝土边框剪力墙进行不同荷载作用下的数值模拟,利用数值分析结果,将该新型剪力墙与双钢管混凝土边框剪力墙和普通钢管混凝土边框剪力墙对比,对该新型剪力墙的力学性能和抗震性能进行分析研究。研究结果表明:内置FRP管的钢管混凝土边框剪力墙的承载能力、延性、滞回性能和耗能能力等方面都明显优于其他两种组合剪力墙,具有更优良的抗震性能。     

带不同类型边框柱的剪力墙力学性能试验

通过对钢管混凝土边框柱-钢筋混凝土剪力墙板的组合剪力墙(简称钢管混凝土剪力墙)以及带型钢混凝土边框柱和带钢筋混凝土边框柱的剪力墙的滞回性能试验,揭示钢管混凝土剪力墙具有较好的抗震性能。在此基础上,对试验剪力墙的荷载-变形关系进行有限元模拟,模拟结果与试验结果吻合良好。     

钢管混凝土带缝剪力墙非线性分析

提出一种新型剪力墙:钢管混凝土带缝剪力墙。利用ANSYS对6片不同参数的钢管混凝土带缝剪力墙进行非线性有限元分析。通过建立合理的力学模型,分析钢管混凝土带缝剪力墙在水平荷载作用下应力-应变关系、骨架曲线及刚度退化等方面的特点和规律;同时建立钢管混凝土剪力墙和2片带缝剪力墙模型,比较分析3种剪力墙的抗震性能。分析结果表明:钢管混凝土带缝剪力墙与普通钢管混凝土剪力墙相比具有更为优越的抗震性能。     

低配筋带缝冗余剪力墙的抗震试验研究

充足的冗余性能可以为剪力墙在地震作用下提供多道抗震防线,提高其抵御地震作用的能力。为研究冗余剪力墙的抗震性能,设计2个低配筋带缝冗余剪力墙试件,一个试件含有单排配筋混凝土墙肢,一个试件含有配筋砌体墙肢,进行低周反复荷载试验。分析研究试件的破坏过程和破坏机理、滞回特性、强度衰减、刚度退化和耗能能力。试验结果表明,2个低配筋带缝冗余剪力墙受力破坏时都有明显的层次性,在墙体薄弱部分破坏后剩余结构能继续承载,表现出较好的冗余特性,且单排配筋混凝土带缝冗余剪力墙同配筋砌体带缝冗余剪力墙相比,滞回环更为饱满,具有更好的耗能能力和后期承载性能,抗震性能更好。     

带边框柱剪力墙模型结构抗震性能试验研究

对于 1 15缩尺比例的两个配筋方式不同的带边框柱剪力墙模型在低周反复水平荷载作用下进行了试验研究 ,分析了墙体边框柱与墙体的共同工作性能 ,对比研究了带边框柱的中高剪力墙受力特点、破坏和耗能机理 ,并从承载力、刚度、延性、恢复力特性、耗能能力等方面综合评价了其抗震性能。研究结果表明 ,带边框柱剪力墙结构具有良好的抗震性能。     

带底部后浇区的装配式剪力墙水平拼缝性能试验及有限元分析

针对一种在剪力墙底部预留后浇区、后浇区内竖向分布钢筋搭接连接的新型装配整体式剪力墙,进行一批剪力墙试件的水平低周往复加载试验,研究其水平拼缝的抗震性能。选取剪跨比分别为1.03、1.25和1.60的3组9个带底部预留后浇区的试件进行试验和有限元分析,研究预制试件拼缝截面的剪力分布及临近的钢筋应力分布。研究结果表明:预留后浇区形成的水平和竖向拼缝对该新型装配整体式剪力墙的裂缝开展规律及破坏形态无明显影响,宏观力学性能指标与现浇试件基本相同;有限元分析再现了混凝土和钢筋剪力传递的变化过程和分布模式,分析结果与试验结果吻合较好。通过研究提出了装配整体式剪力墙底部预留后浇区的高度、宽度要求以及相应的构造措施。     

钢管混凝土剪力墙竖向接合面抗剪机理分析

钢管混凝土剪力墙以其侧向刚度大、承载力高及多道抗震防线等特点,常作为主要抗侧力结构构件被广泛应用于高层建筑中。为研究钢管混凝土剪力墙中钢管混凝土边框或暗柱与剪力墙竖向接合面的抗剪机理以及该竖向接合面抗剪承载力计算方法,基于ABAQUS软件对钢管混凝土剪力墙竖向接合面进行有限元分析,同时考虑钢管混凝土与剪力墙之间有无连接的影响。结果表明:该竖向接合面有无连接对两者脱开裂缝宽度影响显著。在以往试验研究基础上,提出了钢管混凝土剪力墙竖向接合面抗剪承载力计算模型,并对其抗剪机理进行分析,依据该计算模型对19个接合面和7个墙体试件抗剪承载力进行计算,所得结果与试验结果吻合较好,能够合理反映钢管混凝土剪力墙的实际工作形态,对其抗剪性能的计算分析精度高、实用性强。     

格构柱式双钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

为了研究新型格构柱式组合剪力墙的抗震性能,设计了4个格构柱式组合剪力墙试件,并对其进行拟静力试验,研究其在低周往复水平荷载作用下的破坏模式和滞回性能,分析轴压比对一字形和T形截面剪力墙抗震性能的影响。结果表明:剪跨比分别为2.4、2.7的一字形试件和T形截面试件的破坏模式均为压弯破坏,破坏时剪力墙底部钢板严重屈曲,混凝土压溃;随着轴压比的增大,一字形和T形截面试件钢板屈曲发展速度加快,屈曲范围增大,刚度与承载力退化加剧,耗能能力和延性降低;T形截面试件腹板侧墙体与翼缘侧墙体破坏呈不对称性,试件均在腹板侧墙体受压时发生破坏。建议设置矩形钢管或翼缘墙体作为格构柱式组合剪力墙的边缘约束构件并适当加密缀板布置。     

型钢混凝土中高剪力墙抗震性能改善措施试验研究

边框约束区设置竖向型钢的普通型钢混凝土（SRC）剪力墙在实际工程中大量应用。为研究在普通SRC中高剪力墙腹板内增设竖向型钢、在边框暗柱区底部外包钢套筒两种加强措施对提高其抗震性能的有效性,通过7片一字形截面剪力墙的拟静力试验,对竖向型钢设置位置、钢套筒不同构造措施的受力机理以及对剪力墙抗震性能改善效果及原因等进行了分析。试验结果表明：在SRC中高剪力墙的腹板区域内设置竖向型钢对试件水平承载力影响不大,对试件的变形及耗能能力则有明显不利影响;在边框暗柱区底部外包具有一定高度的钢套筒可使剪力墙形成合理的破坏模式,有效提高墙体的极限变形能力;当钢套筒未嵌入基础时,墙体的极限变形能力提高约25%;当钢套筒嵌入基础后,墙体的极限变形能力提高100%以上,破坏位移角达到1/40。     

型钢混凝土中高剪力墙抗震性能改善措施试验研究

边框约束区设置竖向型钢的普通型钢混凝土(SRC)剪力墙在实际工程中大量应用。为研究在普通SRC中高剪力墙腹板内增设竖向型钢、在边框暗柱区底部外包钢套筒两种加强措施对提高其抗震性能的有效性,通过7片一字形截面剪力墙的拟静力试验,对竖向型钢设置位置、钢套筒不同构造措施的受力机理以及对剪力墙抗震性能改善效果及原因等进行了分析。试验结果表明:在SRC中高剪力墙的腹板区域内设置竖向型钢对试件水平承载力影响不大,对试件的变形及耗能能力则有明显不利影响;在边框暗柱区底部外包具有一定高度的钢套筒可使剪力墙形成合理的破坏模式,有效提高墙体的极限变形能力;当钢套筒未嵌入基础时,墙体的极限变形能力提高约25%;当钢套筒嵌入基础后,墙体的极限变形能力提高100%以上,破坏位移角达到1/40。