新型装配式剪力墙抗震性能试验

针对强震作用下典型装配式剪力墙结构的破坏机理和薄弱环节，提出一种具有耗能减震功能的新型装配式剪力墙。采用模型试验和数值模拟相结合的方法，设计制作了4片缩尺比1∶1.54、剪跨比1.52的新型装配式剪力墙试件，并对其进行了相应的抗震性能试验，系统分析了螺栓数量、轴压比和边缘构件纵筋配筋率对试件破坏模式、滞回性能、承载能力、变形性能、刚度退化及耗能能力的影响规律。试验结果表明：各试件破坏模式与相同剪跨比的现浇剪力墙基本一致，呈弯剪型破坏；但新型装配式剪力墙具有更为优异的滞回性能和耗能能力，其在破坏点的耗能值显著高于普通现浇墙体；当螺栓数量减少时，新型装配式剪力墙承载能力无明显变化，但滞回性能降低、墙体变形加剧；轴压比或边缘构件纵筋配筋率的降低会导致剪力墙承载能力降低和极限位移增大。最后采用ABAQUS软件建立了相应试件的有限元模型，模拟结果与试验结果吻合较好，表明所建模型的正确性，能够将其应用于新型装配式剪力墙的分析之中。     

带翼缘开洞剪力墙抗震性能

为探究翼缘形状、开洞尺寸、轴压比、剪跨比等参数对带翼缘开洞剪力墙抗震性能的影响,通过带翼缘不规则开洞剪力墙拟静力试验,采用ABAQUS软件建立剪力墙精细化有限元模型,并校验模型的准确性.模拟所得的荷载-位移曲线与试验曲线吻合良好,较好地模拟了带翼缘开洞剪力墙破坏的过程.在成功验证模型的基础上,首先通过改变开洞尺寸,考虑有无附加纵筋,分析开洞率对开洞带翼缘剪力墙抗震性能的影响,得到表征开洞率对带翼缘开洞剪力墙极限承载力影响规律的数学表达式;其次通过改变翼缘形状,分析矩形、带翼缘、T形、带端柱、L形开洞剪力墙的抗震性能;最后建立不同轴压比和剪跨比的带翼缘开洞剪力墙模型.分析发现,随轴压比的增大或剪跨比的减小,洞口对剪力墙极限承载力的劣化影响逐渐增大.在低剪跨比且高轴压比的条件下,翼缘对开洞剪力墙极限承载力的强化作用更为明显.     

高强钢筋混凝土T形截面短肢剪力墙抗震性能试验研究

对6片高强钢筋混凝土T形截面短肢剪力墙进行了低周反复加载试验,各片墙体之间的差别主要是轴压比、剪跨比、配箍率等变量的不同,研究了各试件在荷载作用下的破坏机理、滞回特性、承载力、变形能力、耗能能力等抗震性能指标.研究结果表明:T形截面短肢剪力墙破坏形态主要表现为腹板无翼缘端边缘约束构件受力纵筋压曲、核心混凝土碎裂,因此,有必要大力加强腹板无翼缘端边缘构件的抗震设计;在一定范围内增大轴压比,能明显提升构件的承载力,但延性也随之下降;对比同截面尺寸普通短肢剪力墙,高强钢筋混凝土T形截面短肢剪力墙承载力、耗能能力等抗震性能明显得到提升,峰值承载力普遍提升20%以上.     

不同榫卯板构造的装配整体式剪力墙有限元模拟与参数分析

使用有限元软件ABAQUS建立了考虑新旧混凝土结合面接触效应的榫卯剪力墙的弹塑性有限元模型.通过将试验结果与数值计算结果进行对比分析,证明了有限元分析方法合理、可靠.研究了不同纵向孔洞尺寸对榫卯剪力墙性能的影响,建议接缝处纵向孔洞内缘与横向凹槽内侧平齐.在确定板型的基础上,研究了钢筋配筋率及轴压比对榫卯剪力墙抗震性能的影响.结果 表明提高水平分布钢筋配筋率对榫卯剪力墙的抗震性能影响不大;随着轴压比增大,榫卯剪力墙承载力增大,变形能力降低,试件破坏提前.     

加斜撑冷弯薄壁型钢组合墙体的抗震性能

通过对竖向荷载作用下加斜撑冷弯薄壁型钢组合墙体的抗震性能试验研究,考察了墙体的受力特性、破坏模式和滞回性能,分析了覆面板对组合墙体滞回性能、延性和耗能能力的影响。结果表明：相同竖向荷载作用下,单面覆OSB板墙体较无面板墙体的抗剪承载力提高了38.79%;墙架柱轴压比为0.24较轴压比为0.16的单面覆OSB板组合墙体抗剪承载力提高了7.5%,屈服位移降低了8.1%,墙体延性系数μ提高了4.5%,耗能系数E提高了4.1%,加斜撑冷弯薄壁型钢组合墙体体现出较好的抗震性能。在对有限元模型可靠性进行验证的基础上,通过变参数分析考察了墙架柱轴压比、钢龙骨屈服强度对墙体受力性能的影响规律,结果表明：随墙架柱轴压比的增大,组合墙体的抗剪承载力有所提高;减小钢龙骨的屈服强度,组合墙体的抗剪承载力下降明显。依据《低层冷弯薄壁型钢房屋技术规程》（JGJ 227—2011）和美国规范AISI S400-15,推导出墙体的抗力分项系数,确定了水平地震作用下此类墙体的抗剪承载力设计值。     

砌块整浇墙骨架曲线影响因素分析

为确定290 mm厚砌块整浇墙在不同破坏模式下的抗剪性能和变形能力,完成了10片足尺290 mm厚全灌芯配筋砌块砌体剪力墙低周往复荷载试验.试验中采用1 000 kN千斤顶施加竖向力,630 kN液压伺服水平作动器施加水平力,研究墙体在压弯剪共同作用下的抗震性能.利用试验记录提出的骨架曲线,研究了竖向压应力、水平配筋、竖向配筋等参数对该种墙体骨架曲线的影响.试验结果表明:在一定范围内,随着竖向压应力提高,墙体受剪承载力和变形能力都有提高;水平配筋对墙体抗剪性能的影响与墙体破坏模式有关,当墙体发生剪切破坏时具有较高水平配筋率的墙体抗剪能力较高但延性较差,而墙体发生弯曲破坏时延性却较好;竖向配筋对墙体抗剪承载力影响显著,对墙体延性的影响与所受竖向压应力大小有关.     

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。     

钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

通过四片钢筋混凝土剪力墙试件在低周反复荷载作用下的试验,对不同轴压比和不同配筋形式的试件的破坏形态及破坏机制、耗能能力、延性性能等进行了对比研究。试验表明随着轴压比的增大,剪力墙的承载力增大,但同时延性和耗能减小,抗震性能降低;下部配有斜向对角腹筋的剪力墙的耗能要稍高于普通剪力墙,斜向钢筋的存在对阻止底部的剪切滑移起到了作用。     

钢管混凝土边框剪力墙抗震试验及承载力计算

为研究钢管混凝土边框剪力墙抗震性能,对不同轴压比、不同强弱抗剪连接键的矩形钢管混凝土边框剪力墙进行了低周反复荷载下的抗震性能试验研究.试验模型包括1个普通钢筋混凝土剪力墙和3个矩形钢管混凝土边框剪力墙,模型按1/4缩尺.在试验基础上,分析了各剪力墙的承载力、延性、刚度及其衰减过程、滞回特性、耗能能力和破坏特征.建立了该新型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:这种剪力墙可有效地组合混凝土剪力墙与钢管混凝土边框柱的优势,抗震效果良好.     

近海大气环境下低矮RC剪力墙抗震性能试验

为了解近海大气环境下低矮RC剪力墙的抗震性能,采用人工气候实验室对6片剪跨比1.0的低矮RC剪力墙试件进行模拟近海大气环境腐蚀试验,进而对其进行拟静力试验,得到不同轴压比和不同锈胀裂缝宽度下腐蚀试件的滞回曲线,绘制出各个试件的骨架曲线,分析轴压比和锈胀裂缝宽度对腐蚀试件强度、刚度、延性、耗能能力等抗震性能指标的影响.结果表明:随轴压比增加,腐蚀试件的承载力和刚度不断提高,而延性和变形恢复能力却降低,表明在近海大气环境下对低矮RC剪力墙进行抗震设计时需要严格控制其轴压比;随锈胀裂缝宽度的增加,试件的开裂荷载和峰值荷载不断降低,刚度、延性和耗能能力均变差,当遭受腐蚀较为严重时,脆性破坏更为显著,说明在近海大气环境下低矮RC剪力墙内部钢筋锈蚀越来越严重,抗震性能越来越差.     

影响钢管混凝土组合桥墩抗震性能的结构参数

为了研究钢管混凝土（CFST）组合桥墩的抗震性能,对5个桥墩试件进行低周反复加载试验,研究轴压比、配箍率、纵筋率和剪跨比对试件骨架曲线、承载能力、位移延性、刚度退化和耗能能力的影响. 建立有限元模型模拟钢管混凝土组合桥墩在水平反复荷载作用下的滞回性能,数值计算结果与试验实测值吻合较好. 采用该有限元模型扩充结构参数范围,进一步分析各参数对组合桥墩抗震性能的影响. 试验及数值模拟结果表明：组合桥墩试件的水平侧移刚度和承载力随轴压比的增加而提高,但位移延性和耗能能力变差;提高配箍率或纵筋率均可改善组合桥墩的抗震性能;剪跨比是影响试件破坏模式的重要因素,随着剪跨比的增加,试件的水平承载力和侧移刚度降低,但变形和耗能能力明显提高.     

波形钢板混凝土组合剪力墙轴压比影响研究

为研究轴压比对波形钢板混凝土组合剪力墙的影响。利用ABAQUS有限元软件对不同轴压比的竖向、水平钢板混凝土组合剪力墙进行非线性分析,以考察轴压比对波形钢板混凝土组合剪力墙的滞回性能、变形能力、抗侧承载力、抗侧刚度以及耗能能力的影响,并对其分析结果进行了试验验证。有限元分析结果表明：当轴压比在0.15~0.45范围内且逐步增大时,竖向波形钢板混凝土组合剪力墙的承载能力和耗能能力随之增强,其延性和变形能力反之减弱,当轴压比超过0.6时,剪力墙的抗震性能表现较差;当轴压比在0.15~0.3范围内且逐步增大时,水平波形钢板混凝土组合剪力墙的承载能力随之增强,其延性和变形能力反之减弱,但对耗能能力影响不显著,当轴压比超过0.45时,剪力墙的抗震性能表现较差,当轴压比超过0.6时,其极限状态下的位移角低于位移角限值要求;轴压比在0.15~0.3范围内,且竖向、水平波形钢板混凝土组合剪力墙的轴压比相同时,前者表现出更好的抗震性能。为了确保有限元分析结果的可靠性,后续对两个剪力墙试件进行了拟静力试验,试验结果表明：有限元分析结果与试验结果吻合度较高,因此有限元分析所得结果,可为后续实际工程提供参考。     

黏土砖再生粗骨料混凝土短肢抗震墙的试验研究

为了研究黏土砖再生粗骨料混凝土短肢抗震墙的受力和变形性能,设计了2个黏土砖再生粗骨料混凝土短肢墙试件和1个普通钢筋混凝土短肢墙对比试件,试件的尺寸、配筋和轴压比等参数均相同。采用低周反复的加载方式,测试了各试件的受力与变形性能,并对试件的承载力、刚度、延性、耗能能力和破坏形态进行了对比分析。研究结果表明:在相同的配筋和轴压比下,黏土砖再生粗骨料混凝土短肢抗震墙试件比普通混凝土短肢抗震墙试件的承载力有所降低,延性和耗能能力也有所降低,但降低幅度较小;黏土砖再生粗骨料混凝土短肢抗震墙的承载力和变形性能均能满足结构的抗震要求。     

预制混凝土双板内浇自密实混凝土剪力墙抗震性能

进行了5片预制混凝土双板内浇自密实混凝土剪力墙的抗震性能试验.分析不同轴压比、暗柱及保温层设置情况下,预制双板内浇自密实混凝土剪力墙受力机理,以及裂缝分布、破坏形态、耗能能力、刚度退化趋势.试验结果表明:预制双板内浇自密实混凝土剪力墙具有良好抗震性能,墙体内部桁架钢筋充分保证了预制混凝土双板与现浇自密实混凝土层整体协同工作,增大轴压比和设置暗柱均有利于改善墙体的抗震性能,墙体内设保温层不影响预制双板内浇自密实混凝土剪力墙承载能力.     

短肢剪力墙结构扭转效应有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件,建立三层短肢剪力墙空间结构有限元模型,通过改变控制参数和受力条件,研究轴压比、荷载偏心距和节点区箍筋配筋率对短肢剪力墙结构抗扭承载能力的影响,并将计算结果与一个结构模型试验结果进行对比。计算结果表明:当轴压比小于等于0.5时,短肢剪力墙结构抗扭承载能力随轴压比增加而增大,当轴压比超过0.5以后,结构抗扭承载能力随轴压比增加而降低;荷载偏心距增大,扭转效应加强,结构承载能力降低,扭矩增加加速了连梁端部受拉破坏,外边缘结构的连梁端部受到弯剪扭复合作用,是结构抗震的薄弱位置,建议加强配筋;适当增加节点区水平箍筋配筋率能有效提高结构抗扭承载能力。     

不同开洞位置对短肢剪力墙抗震性能影响分析

建筑物在日常使用过程中,常在短肢剪力墙墙肢上开设布置管道的孔洞。为了研究后期开设孔洞的位置对短肢剪力墙受力性能的影响,建立6个在墙肢上开设孔洞大小相同而孔洞位置不同的短肢剪力墙有限元分析模型;研究在低周反复荷载作用下,孔洞位置对构件滞回特性、承载力、延性、耗能能力等抗震性能的影响;通过在不同轴压比下改变孔洞位置,讨论不同轴压比下后期开设孔洞的位置对短肢剪力墙受力性能的影响。结果表明:墙肢开设孔洞位置不同对短肢剪力墙的承载能力和抗震性能有显著影响,在相同轴压比下,开设孔洞位置越靠近短肢剪力墙底部,对结构受力性能影响越大,并且轴压比越大,影响越明显。     

内置箍筋砌块砌体轴压力学性能试验

为了增强砌块剪力墙结构的抗震能力,进行了7个内置箍筋的砌块砌体剪力墙约束边缘试件和1个无约束试件的轴压试验,约束箍筋设置在砌块壁内,试件的设计考虑了试件的体积配箍率、箍筋的形式和箍筋的间距影响.结果表明:砌块壁内设置了箍筋约束后,试件的承载力和变形能力都有较大程度的提高,破坏状态有了很大程度上的改善.参考箍筋约束混凝土的强度计算方法,提出了砌块砌体约束边缘试件的强度计算公式.     

短肢剪力墙节点推覆力模拟分析

通过改变短肢剪力墙节点模型的轴压比,利用ANSYS软件对其节点做推覆力分析。通过5组(轴压比分别为:0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)节点模拟实验,对比分析各轴压比下节点的耗能性能、刚度退化、裂缝的发展、极限承载力、极限承载力下对应的极限位移、延性等的变化规律。研究结果表明:反向加载时裂缝的发展速度远大于正向加载时裂缝的发展速度;连梁与墙肢交接处为其薄弱环节;轴压比在0.3左右时节点的耗能性质最优,极限承载力、极限位移最大,抗震性能最好。     

配筋UHPC柱的抗震性能及影响因素分析

为研究配筋超高性能混凝土(ultra-high performance concrete, UHPC)柱抗震性能及影响因素,以碳纤维增强树脂(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)布缠绕、钢筋强度和剪跨比为参变量,对1根普通钢筋UHPC柱、1根CFRP布缠绕的普通钢筋UHPC柱和3根高强钢筋UHPC柱进行了低周往复试验,分析了试件的破坏形态、荷载-位移曲线、延性和耗能能力等。结果表明:对于剪跨比为1.5～4.0的配筋UHPC柱,延性及耗能能力均较好;在CFRP缠绕或较大剪跨比下,试件的破坏形态由剪压破坏转变为弯剪破坏,延性得到明显改善;提高UHPC柱纵筋和箍筋的强度可提高试件的承载力和延性;普通箍筋的裂后工作能力较差,建议UHPC受剪构件配置屈服强度在600 MPa以上的箍筋;基于桁架-拱模型,建立了考虑钢纤维抗拉贡献、轴压比和剪跨比影响的配筋UHPC柱的抗剪承载力计算公式,计算值与试验值吻合较好,可为UHPC结构设计提供参考。