无粘结内藏钢板支撑剪力墙滞回性能分析

结合单斜无粘结内藏钢板支撑剪力墙的试验研究,对其滞回性能进行了有限元分析.考察了钢板支撑不同初始缺陷和墙板端部有无加强构造等因素对支撑墙板受力性能的影响.试验和分析结果均表明,墙板端部有角钢加强的试件,钢板支撑受压屈服后,在水平侧移角达1/50时墙板没有破坏,支撑墙板滞回曲线饱满稳定;端部没有加强的试件,在支撑受压屈服后,墙板端部局部开裂严重.分析还表明,内藏的钢板支撑在受压后只发生多波微幅弯曲失稳.随着沿墙板厚度方向墙板孔壁与支撑间间隙的增大,支撑的失稳波幅也增大,从而降低支撑墙板的初始刚度和受压承载力,增大支撑对墙板的局部冲剪力和墙板平面外的弯曲变形.当墙板的侧向约束足够时,墙板支撑受压和受拉时的性能较一致且无承载力和刚度退化,可以在结构分析中应用杆元对其进行模拟.     

钢板剪力墙振动台试验的等效模型

为解决钢框架钢板剪力墙结构振动台试验缩尺模型中的剪力墙钢板厚度过薄的问题,依据结构初始抗侧刚度或承载能力等效的原则,提出中心支撑和I形钢板剪力墙两种等效模型,采用数值分析的方法,通过有限元软件ABAQUS建立精细化模型,对原型结构的钢板剪力墙和等效模型的刚度与承载力等抗震性能进行了对比分析。研究结果表明：两种等效替代模型均具有良好的耗能能力,能够在抗侧刚度或承载能力方面满足原型结构的等效设计要求,解决了模型结构中剪力墙钢板厚度小的难题;中心支撑等效方案仅可实现剪力墙的刚度或承载力单目标等效,而I形钢板剪力墙可以通过控制开洞口的尺寸,实现其刚度和承载力同时等效,为钢板剪力墙振动台试验模型的等效替代提供了参考。     

单斜无粘结内藏钢板支撑剪力墙构造分析

为考察钢板支撑的宽度和屈服强度、支撑与墙板的厚度、支撑钢板宽厚比、支撑与墙板间的间隙和摩擦对支撑墙板受力性能的影响,对单斜无粘结内藏钢板支撑剪力墙的构造进行参数分析.给出采取适宜间隙时,避免墙板在达1/50侧移角前受弯开裂所需的墙板与支撑的最小厚度比的经验公式.结果表明:为避免支撵较早局部屈曲,减小支撑失稳半波数和对墙...     

钢筋混凝土墙板内置无粘结钢支撑抗冲切研究

为了改善钢筋混凝土墙板内置单斜形无粘结钢板支撑中墙板的抗冲切性能,用开孔槽钢来抗冲切,并将钢板支撑端部的加劲肋立放设置．采用拟静力试验研究了构造对试件滞回性能的影响,基于试验结果探讨了墙板的抗冲切设计方法．试验表明:与支撑周围采用加密拉结筋的抗冲切构造相比,采用开孔槽钢可避免墙板局部冲切破坏,墙板局部冲切开裂程度大幅降低;与支撑端部加劲肋平放设置相比,加劲肋立放时可减小加劲肋端墙板与支撑间空隙的宽度,从而减小端部钢板支撑对墙板的冲切作用力;试件最终发生了墙板局部冲切破坏或支撑受拉断裂,破坏前试件滞回曲线饱满稳定;依据墙板可能的冲切破坏模式,给出了抗冲切验算方法．     

三边约束钢板的抗剪承载力

利用静力加载方法对4种宽厚比的三边约束钢板单元进行了试验研究,通过试验考察了三边约束钢板的破坏形态和抗剪极限承载力,分析了宽厚比对钢板抗侧性能的影响,试验结果表明：小宽厚比钢板的抗屈曲能力较强,但是对边界约束条件要求较高,易造成边界连接破坏。根据钢板破坏形态,对其抗侧性能进行了理论分析,建立了三边约束钢板的抗侧性能计算模型,给出了三边约束钢板极限抗剪承载力计算公式。文章最后对三边约束钢板的选择和设计提出了建议。     

钢板-混凝土组合连梁抗震性能有限元分析

采用有限元软件对钢板-混凝土组合(PRC)连梁抗震性能进行了数值模拟,通过与试验结果的对比,验证了模型的正确性.通过大量的数值模拟,研究了跨高比、钢板锚固长度、钢板厚度、纵筋配筋率和墙肢配筋率等参数对钢板-混凝土组合连梁抗震性能的影响.结果表明:采用混凝土应力-断裂能关系来考虑混凝土受拉软化性能,能较好的进行钢板-混凝土组合连梁的弹塑性有限元分析;跨高比的变化对其屈服荷载和峰值荷载影响显著,随着跨高比的增大,连梁的屈服荷载和峰值荷载逐渐减小,但其延性性能逐渐提高;连梁的承载力和刚度随钢板锚固长度、钢板厚度和纵筋配筋率的增加而增加,但其增加的程度随连梁跨高比的减小而减小;连梁的承载力随墙肢配筋率的增加逐渐增大,增加的程度随墙肢配筋率的增加而减小.     

钢板与轻骨料混凝土组合梁滑移性能研究

在钢板与轻骨料混凝土组合梁中，钢板与轻骨料混凝土的交接面必产生相对滑移，这种滑移是影响组合梁受力性能的一个重要因素，可降低组合梁的承载力，增加组合梁的变形．通过5根钢板与轻骨料混凝土组合梁的试验研究，分析了钢板与轻骨料混凝土组合梁的交接面滑移性能，利用弹性理论，建立其交接面相对滑移微分方程，得到不同工况下的钢板与轻骨料混凝土组合梁滑移计算公式。并通过试验对其进行验证，理论计算结果与试验结果吻合良好．     

中国动漫博物馆钢结构抗震设计与分析

在结构设计中,抗震设计是必不可少的环节。以中国动漫博物馆为例,一层采用钢网格筒钢框架支撑(钢板剪力墙)结构,二层及以上采用钢框架支撑(钢板剪力墙)+跨层桁架结构,运用现行结构抗震理论和有限元模型,进行了动力时程和静力弹塑性分析。分析表明：该结构整体抗侧刚度较好,具有较好的抗震性能。     

无支撑钢板-砖墙组合梁受弯试验研究

本文提出的无支撑钢板-砖砌体组合梁,特别适用于既有砌体结构"墙改梁"的快捷绿色施工,不需要支撑即可实现结构托换。为了研究受力性能,通过对六根试件梁进行静载试验,研究其破坏过程与形态、承载力、截面的应变分布以及变形等,并考虑了界面填充材料和螺栓间距的影响。研究结果表明,组合梁的破坏始于钢板的局部压曲失稳;在粘结材料的选择上,结构胶要优于高强灌浆料,在粉刷层材料的选择上,高延性混凝土要优于普通的水泥砂浆;整体性的螺栓加密对于组合梁承载力贡献不大;底部间隔布置缀板能够增强组合梁的整体性,但易导致侧向钢板底部的受力不均匀,形成应力集中;钢板的应变分布沿截面高度,除在底部一小段会受到缀板的影响,其它部分在屈曲之前基本符合平截面假定;"结构胶+高延性混凝土"能够有效提高组合梁的极限承载力,但对塑性变形能力贡献不大。     

开缝和不开缝钢板混凝土剪力墙抗剪性能研究

为了避免钢板混凝土组合剪力墙中钢板出现剪切屈曲,同时也能调整结构的刚度,通过在钢板上开竖缝,基于ANSYS有限元程序,分析钢板边长比、高厚比及侧向混凝土板厚度对未开缝钢板混凝土组合剪力墙的极限承载力和刚度的影响;研究钢板边长比、高厚比、侧向混凝土板厚度及缝间小柱高宽比对开缝钢板混凝土组合剪力墙抗剪承载能力和初始刚度的影响,比较开缝和不开缝钢板混凝土组合剪力墙的抗剪性能.结果表明:混凝土板作为侧向约束的存在显著地提高了钢板混凝土剪力墙的极限承载力;钢板开缝后其极限承载力虽有所降低,但通过改变开缝特征调节了其极限承载力和初始刚度;边长比、高厚比和钢板开缝显著地影响剪力墙的极限承载力.     

不失稳支撑及不失稳支撑框架结构研究现状

不失稳支撑是一种高效的抗侧力构件,当钢支撑和外包约束构件间的间隙适当且外包构件刚度和强度足够时,钢支撑将以微幅多波失稳的形式承受压力,直到进入受压屈服状态.因此认为,承受压力的该种钢支撑可以避免大幅整体和局部失稳,近似处于轴心受压状态.已有的研究表明设计合理的不失稳支撑和不失稳支撑框架结构均具有稳定的恢复力特性、良好的延性和耗能能力.芯部钢支撑的力学性能、外包构件的刚度和强度、钢支撑和外包构件间的间隙、抗粘结材料的性能及具体的构造措施等因素均可影响不失稳支撑的受力性能.在总结国内外已有的不失稳支撑和应用不失稳支撑的框架-支撑结构研究成果的基础上,提出了为改进其性能和推广应用需进一步研究的问题.     

地震作用下高厚比对钢板剪力墙影响分析

考虑钢板的高厚比在地震作用下对多层钢板剪力墙的影响,采用有限元法建立了四层单跨钢板剪力墙和四层三跨钢框架-钢板剪力墙抗侧力分析计算模型,对钢板剪力墙进行了应力和位移的分析.结果表明,钢板的高厚比对结构的抗震性影响较大;四层三跨钢框架-钢板剪力墙结构比四层单跨钢板剪力墙结构的抗震性能好;建议一般情况下,多层单跨钢板剪力墙钢板高厚比的取值为λ=200 ～ 300,多层多跨钢板剪力墙钢板高厚比的取值为λ=200～400.     

框架-横梁未充分加强型人字撑架的抗侧性能

为了充分了解框架-人字撑架(横梁未充分加强型)的抗侧性能,对50个算例进行静力推覆分析,其中框架分别承担基底总剪力的25％和50％．研究表明:框架分担基底剪力的比例大小和支撑架横梁的强弱是影响这种双重抗侧力体系抗侧性能的最关键因素;框架抗侧承载力占基底剪力的比例越大,支撑架横梁越强,结构体系超强系数就越大．推导了框架-支撑体系中关键点受压支撑屈曲、支撑架横梁和框架形成塑性铰时对应的层侧移角公式．分析表明在这些点中,受压支撑屈曲总是最先发生,此时框架的抗侧承载力发挥很小．此外,由于支撑架横梁没有充分加强,受拉支撑的轴力无法达到其屈服承载力．为了获得较好的抗侧性能,提出了人字撑架横梁需要承担的最小不平衡力．     

带缝钢板剪力墙结构的性能分析

带缝钢板剪力墙作为一种新型的抗侧力构件,有着良好的综合效益.结合国内外部分相关的研究成果,如试件情况,试验结论和影响其性能的因素等,明确阐述了带缝钢板剪力墙结构的性能.     

Lateral stiffness of steel plate shear walls

The steel plate shear wall system has been used in a number of buildings as an innovative lateral force resistant system.Openings often exist in the steel plate shear walls due to the various functional requirements of structures.These openings may negatively impact the lateral stiffness of steel plate shear walls.Therefore,an experimental research was instituted to investigate the seismic behavior of steel plate shear walls,with and without openings.The experimental results showed that steel plate shear walls have the satisfying seismic behavior,and,as expected,the strength and stiffness characteristics of the walls were reduced due to openings.Then a single-story wall panel FE model and an analytical deep beam model are developed in order to find the critical factors dominating the thickness reduction coefficient of wall panels with the opening.Furthermore,extensive parametric analysis is conducted to derive a simplified formula for the determination of the thickness reduction coefficient of wall panels with the opening for substituting solid wall panels with reduced thickness for actual wall panels with the opening.Finally,the design method for calculating the lateral stiffness is verified by some experimental programs and recommended for the routine practice of steel plate shear walls.     

Pall型摩擦阻尼支撑体系试验研究

鉴于Pall型摩擦阻尼普通支撑会对框架边柱产生附加轴力,考虑采用防屈曲支撑来代替普通支撑,使支撑充分发挥作用,同时不会对边柱产生增长的附加轴力,为防屈曲支撑在Pall型摩擦阻尼支撑体系中的应用奠定基础.由于Pall型摩擦阻尼器滞回特性不受支撑屈曲力影响的特性,故采用普通钢板来代替防屈曲支撑进行Pall型摩擦阻尼支撑体系试验研究,同时对此支撑体系在考虑几何非线性情况下进行有限元AN-SYS仿真分析.对比试验结果和仿真分析结果,表明试验结果与仿真分析结果得出的Pall型摩擦阻尼器摩擦力和支撑内力的变化规律基本相同,为下一步采用防屈曲支撑体系进行试验研究奠定基础.     

装配式两边连接钢板剪力墙节点抗侧性能试验研究与分析

为了将钢板剪力墙体系与新型全装配式钢结构体系结合起来,提出了一种适用于装配式高层钢结构的两边连接间断式盖板钢板剪力墙连接节点(discontinuous cover-plate connection,DCPC),并对此节点的构造与设计方法进行了研究.通过改变内嵌墙板厚度、连接螺栓数目及接触面摩擦因数设计加工了4组试件,并对其进行了静力加载试验和有限元分析对比.研究表明:增加螺栓个数可有效提高试件的滑移荷载,有效提高节点初始刚度,但增大了节点连接螺栓的预紧力损失,同时连接盖板与底板的残余变形也较大;增大试件接触面的摩擦因数可有效增大试件的极限抗侧承载力,但对螺栓预紧力的影响不大;螺栓预紧力的损失量随着内墙钢板的宽厚比和有效高跨比的减小而增大;内嵌墙板在破坏前拉力带充分发展,位移延性系数满足抗震设计要求,属于延性破坏;DPCP不仅具有良好的传力性能,而且便于加工与装配,同时保证了装配式钢板剪力墙的震后可修复功能.     

钢板剪力墙性能研究评述

钢板剪力墙是一种新型的抗侧力体系,大量的试验和理论研究验证了钢板剪力墙具有弹性初始刚度高、位移延性系数大,滞回性能稳定等特点。本文对目前钢板剪力墙的研究做了一个系统的总结,针对不同形式的钢板剪力墙,即加劲钢板墙、非加劲钢板墙、栓接钢板墙的构造特点及工作性能分别加以说明,提出目前研究中所存在的不足以及在以后工作中需要完善的方面。