钢管混凝土边框钢纤维混凝土中高剪力墙受弯承载力计算方法

为改善中高剪力墙的抗震性能,提出钢管混凝土边框钢纤维混凝土剪力墙。通过8个剪跨比为1.5的钢管混凝土边框钢纤维混凝土中高剪力墙和1个剪跨比为1.5的钢管混凝土边框混凝土中高剪力墙的低周反复加载试验,研究钢管混凝土边框钢纤维混凝土中高剪力墙的受力机理及破坏模式,分析钢纤维体积率、钢纤维掺加高度、混凝土强度和轴压比对其抗震性能的影响。结果表明：钢管混凝土边框钢纤维混凝土中高剪力墙的破坏模式为弯曲破坏;墙体裂缝主要为典型的弯剪裂缝,钢纤维可有效限制剪力墙裂缝宽度,改善裂缝形态;随着钢纤维体积率和钢纤维掺加高度的增大,剪力墙受弯承载力、延性和耗能能力明显提高;其他参数相同的条件下,钢纤维体积率为0.5%、1.0%和1.5%剪力墙受弯承载力较未掺钢纤维剪力墙的分别提高了8.8%、14.2%和21.8%;随着混凝土强度和轴压比的提高,剪力墙受弯承载力和耗能能力明显提高,但延性降低;其他参数相同的条件下,钢纤维混凝土强度等级为C60、C80剪力墙的受弯承载力较C40剪力墙的分别提高了21.9%和39.7%;轴压比为0.2剪力墙的受弯承载力较轴压比0.1剪力墙的提高了13.5%。基于剪力墙受弯破坏特点,明确钢管和钢纤维对剪力墙受弯承载力的贡献,建立钢管混凝土边框钢纤维混凝土中高剪力墙受弯承载力计算方法,计算值与试验值偏差基本控制在10％以内,吻合较好。     

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。     

轴压比对钢管边框混凝土剪力墙的影响

为了研究不同的轴压比对钢管边框混凝土剪力墙受力性能的影响,采用有限元软件ABAQUS建立了一个带圆形钢管边框的混凝土剪力墙组合结构模型,在组合结构的上方设置一个混凝土加载梁,下方设置一个基础梁。分析时不考虑钢筋与混凝土以及钢管与混凝土的粘结滑移效应,对该模型施加竖向荷载和单调水平荷载。其中,竖向荷载以面压力的形式施加在加载梁的上顶面,用来控制结构所受的轴压比(分别控制为0.1、0.2、0.3、0.4和0.5);水平荷载以位移控制形式施加在加载梁的侧面。结果表明:在单调水平荷载作用下,组合结构中钢管承受的应力大,外层混凝土应力最大出现在剪力墙两侧边框部位;轴压比对组合结构的受力性能具有一定的影响,增大组合结构的轴压比,其组合结构的峰值承载力会提高,而这种增大效应会随轴压比的增大逐渐变缓,同时其延性性能逐渐降低。     

底部加厚钢管混凝土边框带缝剪力墙抗震性能试验研究

钢管混凝土边框带缝剪力墙是一种新型剪力墙,为进一步研究该新型墙体的抗震性能,设计制作了2个不同构造的剪力墙试件,并进行了低周反复加载试验。根据试验结果,分析了各试件的破坏特征、承载力、延性、刚度及退化过程、骨架曲线等抗震性能指标。研究表明:与普通钢管混凝土边框带缝剪力墙试件相比,底部加厚钢管混凝土边框带缝剪力墙试件的抗震性能显著提高,底部加厚钢管混凝土边框与钢筋混凝土带缝墙体能够协同工作并形成良好的抗震耗能机制。     

轴压比对钢管混凝土边框组合剪力墙的影响

介绍了钢管混凝土边框组合剪力墙是一种适用于高层及超高层建筑的新型组合剪力墙,轴压比是影响剪力墙受力性能的一个主要因素,设计了5个具有不同轴压比的试件,进行了有限元分析,研究表明随着轴压比的增大,钢管混凝土边框组合剪力墙的延性逐渐降低,屈服荷载也逐渐减小。     

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%。     

不同轴压比钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙的抗震性能

对1片现浇剪力墙和轴压比不同的3片新型钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙进行拟静力试验,研究其在往复水平荷载作用下的试验现象、破坏形式和抗震性能,提出钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙屈服承载力的计算方法;采用XTRACT有限元分析软件对新型剪力墙峰值承载力进行算例验证,二者结果吻合较好。研究表明:钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙的水平承载力和耗能能力较现浇混凝土剪力墙有所提高;其承载力随着轴压比的增大而增大;实验范围内的轴压比对其耗能能力的影响较小。     

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.     

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。     

间隔钢管混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

间隔钢管混凝土组合剪力墙是一种新型抗侧力构件,其施工方便、布置灵活,具有良好的经济效益和工程应用价值。为研究轴压比对这种新型抗侧力构件的抗震性能的影响,对3个不同轴压比的足尺四管间隔钢管混凝土组合剪力墙试件进行水平低周反复加载试验,观察组合剪力墙破坏特征和破坏过程,得到组合剪力墙的滞回曲线、骨架曲线、承载力和刚度退化、延性、耗能能力等抗震性能指标。结果表明：组合剪力墙的破坏形式均为受压区钢管内混凝土压溃和钢管壁凸屈,缀板与钢管连接区域撕裂;随着轴压比增大,组合剪力墙的刚度和承载力增大,延性降低,与轴压比为0的组合剪力墙相比,轴压比为0.4的剪力墙承载力提高25%,延性降低19%;组合剪力墙的位移延性系数在2.401~3.479之间,极限位移角在1/40~1/34之间,等效黏滞阻尼系数达到0.15,整体抗震性能良好。     

圆钢管混凝土边框多重组合低矮剪力墙的抗震性能

为了解钢管混凝土边框内藏钢桁架剪力墙这种新型多重组合剪力墙的抗震性能,进行了3个剪跨比为1.0的低矮剪力墙低周反复荷载试验,包括1个普通混凝土剪力墙、1个圆钢管混凝土边框剪力墙和1个圆钢管混凝土边框内藏钢桁架剪力墙;对比分析了3个低矮剪力墙的实测承载力、延性、刚度及其退化过程、滞回特性、耗能能力及破坏特征;使用简化力学模型计算了各剪力墙的承载力,计算结果与试验结果吻合较好。结果表明:圆钢管混凝土边框内藏钢桁架低矮剪力墙的抗震性能比普通混凝土低矮剪力墙显著提高,比圆钢管混凝土边框低矮剪力墙明显提高。     

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。     

自密实再生块体混凝土叠合剪力墙抗震性能试验研究

为了对再生块体混凝土叠合剪力墙的安全性鉴定和抗震加固提供参考,通过1片预制普通混凝土墙板内现浇自密实混凝土叠合剪力墙和3片预制普通混凝土墙板内现浇自密实再生块体混凝土叠合剪力墙的低周反复荷载试验,研究了不同废旧混凝土块体取代率、轴压比和边缘约束构件钢管厚度对剪力墙抗震性能的影响,对比分析了各剪力墙的破坏形态、滞回曲线、...     

钢管混凝土柱-剪力墙组合框架抗震性能分析

通过在钢筋混凝土剪力墙边缘设置边框,利用边框对墙板的约束效应,可明显提高剪力墙的延性,改善其抗震性能.边框的形式主要有钢筋混凝土边框、型钢混凝土边框、钢管混凝土边框等,其中,钢管混凝土组合剪力墙具有经济性好、施工方便等优点.应用ANSYS有限元程序对钢管混凝土组合剪力墙的滞回性能进行计算和分析,结果表明这种结构体系具有良好的延性和耗能能力.     

基于超高性能水泥基复合材料连接的预制装配式混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为研究钢筋短搭接后浇超高性能水泥基复合材料(UHPC)连接的预制装配式混凝土剪力墙的抗震性能,对4榀剪跨比为2.27的混凝土剪力墙试件进行了拟静力试验.为了探讨轴压比对其抗震性能的影响规律,其中1榀为设计轴压比为0.2的现浇剪力墙,3榀为设计轴压比分别为0.2、0.33、0.47的预制装配式剪力墙.试验结果表明:所有试...     

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。     

钢管RPC边框密肋复合剪力墙轴压性能研究

为研究新型钢管RPC边框密肋复合剪力墙的轴压性能,基于统一强度理论,考虑中间主应力及拉压异性效应,推导出此类构件的轴压承载力计算公式并进行试验验证;采用有限元分析软件ABAQUS,建立钢管RPC边框密肋复合剪力墙的有限元模型,对轴压力学性能进行分析,探讨了中间主应力、钢管壁厚和高宽比对构件轴压承载力的影响.结果表明:钢管RPC边框密肋复合剪力墙具有较高的轴压承载力,ABAQUS数值模拟结果与理论分析结果吻合良好,同时验证了理论计算方法的准确性及有限元模型的可靠性.最后总结分析荷载位移曲线与应力曲线的变化规律,可知钢管RPC边框密肋复合剪力墙表现出良好的协同工作能力.     

钢管混凝土柱轴压比限值的研究

由于钢管混凝土柱能充分发挥钢材和混凝土二者的材料性能,表现出良好的组合作用效应,因此被广泛应用于工程实践中。轴压比作为影响钢管混凝土柱抗震性能的重要指标,对其限值进行研究探讨,合理地确定其限制对结构设计有很大的帮助。本文通过对介绍轴压比对钢管混凝土柱延性的影响,进入轴压比限值的概念,接着,提出目前对轴压比限值的取值方法。最后,根据学者开展的关于对钢管混凝土柱压弯构件试验研究,得到不同抗震等级下的轴压比限值。     

钢板混凝土组合剪力墙轴压比影响研究

钢板混凝土组合剪力墙的抗震性能与轴压比关系密切。采用Marc有限元软件对不同轴压比的钢板混凝土组合剪力墙进行了弹塑性分析,以考察轴压比对钢板混凝土组合剪力墙的抗侧刚度、滞回性能、耗能能力、变形能力以及承载力的影响,并对其分析模型进行了试验验证。研究结果表明：钢板混凝土组合剪力墙正截面承载力随轴压比变化,当轴压比为0.4时,承载力达到最大值;当轴压比在0.2～0.4范围时,钢板混凝土组合剪力墙变形能力最大,耗能能力最强;当轴压比超过0.6时,其变形能力下降,延性减小,耗能能力减弱;轴压比对钢板混凝土组合剪力墙的初始刚度有一定影响,伴随着往复加载,墙体抗侧刚度不断减小。研究中为了验证有限元分析结果的可靠性,进行了钢板混凝土组合剪力墙压弯受力缩尺模型试验。有限元数值模拟结果与缩尺模型试验结果比较接近,而按照JGJ 138-2012《组合结构设计规范》（报批稿）和纤维模型计算得到的钢板混凝土组合剪力墙正截面承载力偏于保守。为了保证钢板混凝土组合剪力墙良好的抗震性能,在实际工程中构件的轴压比设计值不宜过高。     

内藏钢桁架组合中高剪力墙的抗震性能

为了研究内藏钢桁架组合中高剪力墙的抗震性能,进行了6个1/3缩尺的中高剪力墙低周反复荷载试验,其中包括2个普通混凝土剪力墙、2个内藏钢框架混凝土剪力墙和2个内藏钢桁架混凝土剪力墙,轴压比分别是0.2、0.5。在试验研究基础上,对比分析了两种轴压比下各剪力墙的承载力、刚度、延性、滞回特性、耗能能力及破坏特征。试验及分析表明:在不同轴压比下,内藏钢桁架混凝土组合中高剪力墙的抗震性能比普通混凝土中高剪力墙的抗震性能显著提高;高轴压比下各剪力墙的承载力比低轴压比下相应剪力墙的承载力明显提高,但其延性及耗能能力降低。