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。     

内置型钢桁架高强混凝土中高剪力墙抗震性能试验研究

为了研究内置型钢桁架高强混凝土中高剪力墙的抗震性能,采用不同的暗柱类型及不同的暗柱和暗支撑型钢配钢率,设计制作了3片1/4缩尺、剪跨比1.8、混凝土强度等级为C70的内置型钢桁架高强混凝土中高剪力墙试件,对其进行水平往复加载试验,比较3片高强混凝土中高剪力墙试件的受力过程、破坏形态、滞回性能、位移延性以及侧向刚度退化特征。试验结果表明:内置型钢桁架高强混凝土中高剪力墙试件的最终破坏形态主要为弯曲型破坏,相比于普通高强混凝土中高剪力墙,其位移延性以及后期侧向刚度退化都有明显改善;增加暗柱型钢配钢率能提高试件的水平承载力,但会降低延性性能;增加暗支撑型钢配钢率能显著改善试件的延性,但承载力变化不明显,说明型钢暗支撑对改善高强混凝土中高剪力墙的抗震性能更为有效。     

型钢混凝土剪力墙边框柱-腹板组合分析模型研究

通过对型钢混凝土（SRC）剪力墙的非线性有限元分析方法的研究,对目前存在的主要问题及其产生的原因进行了分析。根据SRC剪力墙的受力特点,综合考虑几何模型、材料本构、网格划分、极限状态确定等关键问题,提出了边框柱-腹板组合分析模型,并基于通用有限元程序 ABAQUS进行二次开发,将能够较好反映受剪钢筋混凝土腹板基本受力性能的转角软化桁架模型（RA-STM）嵌入其材料库,应用于SRC剪力墙非线性有限元分析。通过与10片剪跨比为0.56~2.7、轴压比为0.1~0.342的SRC剪力墙拟静力试验结果的对比分析,表明所提出的边框柱-腹板组合模型能够比较准确地计算SRC剪力墙的极限承载能力和极限位移等,比较准确地模拟墙体的荷载-位移全过程曲线,准确地反映墙体的破坏过程和破坏模式。     

设置暗支撑钢筋混凝土剪力墙的抗震性能试验研究

24片剪力墙缩尺模型试件按剪跨比1.0、1.5、2.0分为三组,每组试件中分别有普通剪力墙、设置型钢暗柱剪力墙、设置型钢暗支撑和钢筋支撑剪力墙,并对其进行了低周反复荷载作用抗震性能试验,探讨了设置暗支撑剪力墙的承载力、变形、刚度衰减、滞回曲线和破坏形态,并与普通剪力墙进行对比。试验表明,设置暗支撑剪力墙的开裂荷载和开裂位移与普通剪力墙相差很小,但极限承载力、极限位移显著增加,当λ=1.0、1.5、2.0时,极限承载力平均提高了44.0%、75.0%、37.0%,极限位移平均增加了26.0%、45.0%、46.0%,延性和耗能能力显著提高。研究表明,设置暗支撑的极限承载力与本文采用的计算模型计算结果吻合较好。暗支撑的设置明显提高了剪力墙的抗震性能。     

高轴压比钢-混凝土组合剪力墙压弯性能试验研究

通过对13片不同形式的高轴压比、大剪跨比剪力墙进行往复水平力加载试验,研究墙体两端暗柱设置型钢、墙身增设内藏钢板等形式组合剪力墙的压弯承载力、延性性能及破坏机理。试验结果表明:基本试件、两端暗柱设置型钢试件、内藏钢板试件的破坏过程相近,两端暗柱设置型钢试件和内藏钢板试件裂缝条数较多、宽度较小,内藏钢板试件的破坏情况相对较轻;两端暗柱设置型钢、增设内藏钢板,对压弯承载力、变形能力提高显著;组合剪力墙轴压比计算可以计入两端型钢和内藏钢板的作用。根据试验结果,提出钢板组合剪力墙压弯承载力计算的建议公式。     

内置型钢桁架高强混凝土低剪力墙抗震性能研究

通过对3个1/4缩尺、剪跨比为1.0的内置型钢桁架高强混凝土低剪力墙试件进行拟静力试验,研究其在低周反复荷载作用下的抗震性能.分析了不同暗柱型钢类型及暗支撑型钢配钢率对试件破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、位移延性以及侧向刚度退化的影响.采用有限元软件ABAQUS对试件进行数值模拟.结果表明:内置型钢桁架高强混凝土低剪力墙试件具有弯曲破坏的特征,试件的位移延性与普通高强混凝土低剪力墙相比有明显提高、后期侧向刚度退化曲线更加平缓,说明内置型钢桁架提高其抗震性能的有效性;暗柱型钢及暗支撑型钢配钢率对试件的受剪承载力影响不明显,但对位移延性以及滞回耗能影响显著,当暗支撑相同时,暗柱型钢配钢率提高,试件的受剪承载力有所提高;暗柱型钢相同时,暗支撑型钢配钢率提高能显著提高试件的位移延性和滞回耗能能力.ABAQUS数值模拟结果与试验结果吻合较好.     

暗斜撑对型钢-高强混凝土低矮剪力墙抗震性能影响的研究

高强混凝土具有强度高、变形小等优点,不足之处在于延性较差。实验研究表明高强混凝土中高剪力墙的破坏模式主要为弯剪型破坏和弯曲型破坏,而低矮剪力墙主要发生脆性破坏。文章拟考虑在高强混凝土低矮剪力墙的暗柱中增设型钢以及腹板中设置斜撑来改善高强混凝土低矮剪力墙的抗震性能及破坏模式,通过试验研究在拟静力作用下,暗斜撑对型钢-高强混凝土低矮剪力墙的承载能力和破坏特征的影响,探求提高高强混凝土低矮剪力墙的抗震性能的方法。     

带不同类型组合暗支撑剪力墙抗震性能试验研究

本文选取剪力墙结构体系中较为薄弱的抗震构件一字形截面剪力墙,采用不同类型的暗支撑进行了4个1/3缩尺的带暗支撑剪力墙构件的低周反复荷载试验,4个模型分别为普通剪力墙、带钢筋暗支撑剪力墙、带型钢暗支撑剪力墙、带钢筋-型钢暗支撑剪力墙。试验表明,带暗支撑剪力墙的主斜裂缝角度有明显向暗支撑的角度逼近的趋势,其裂缝细密且分布区域较大,墙体耗能能力较强。带暗支撑剪力墙比普通剪力墙底部塑性耗能区的高度显著增大。与普通剪力墙相比,带暗支撑剪力墙的屈服荷载、极限荷载明显提高,后期刚度稳定性较好,延性系数及耗能能力显著提高,滞回环饱满,抗震性能比普通剪力墙显著改善,特别是带钢筋-型钢组合暗支撑剪力墙的抗震性能提高最为显著。     

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。     

钢管约束高强混凝土剪力墙抗震性能试验研究

高强混凝土剪力墙承载力高,刚度大,但变形能力较差。为改善此类构件的变形能力,在剪力墙边缘构件采用钢管约束形式代替普通箍筋,进行了钢管约束高强混凝土剪力墙低周反复加载试验,研究试件的破坏形态、破坏机理、延性、滞回特性、刚度退化及耗能性能。试验表明,通过约束边缘构件内设置钢管,试件水平承载力下降缓慢,在较大竖向压力作用下,试件仍可保持竖向承载能力,可明显提高高强混凝土剪力墙的变形能力;相同轴压比下,钢管约束高强混凝土剪力墙试件较普通配筋高强混凝土剪力墙试件,极限位移增大27%,耗能值增加81%。根据试验结果,建立了钢管约束高强混凝土剪力墙正截面承载力计算公式,建议在高强混凝土剪力墙底部加强区采取钢管约束构件的形式,以提高高强混凝土剪力墙抗震性能。     

内置型钢弱框架的约束混凝土核心筒抗震性能试验研究

为了合理改善混凝土核心筒体的抗震性能,提出设置边框柱以及型钢弱框架的措施,以形成对混凝土核心筒的强约束。对高宽比为3.14的内置型钢弱框架的约束混凝土核心筒试件进行拟静力试验,研究其破坏机理、滞回性能、承载力、弹塑性变形能力、刚度退化及耗能能力。试验结果表明,混凝土核心筒设置边框柱及型钢弱框架后,由于墙体处于强约束状态,混凝土破坏推迟,使其达到极限荷载后的水平承载力下降缓慢,变形性能好,耗能能力强,其内部的型钢弱框架可作为筒体自身的后备抗震防线,是确保核心筒具有良好而稳定的后期抗震性能的有效措施。     

设置加劲肋的双层钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

为研究设置加劲肋的双层钢板-混凝土组合剪力墙的抗震性能,对5个试验轴压比为0.4的模型试件进行了恒轴力下的拟静力试验。通过改变加劲肋、中部钢管混凝土暗柱的布置形式,研究该组合剪力墙在水平反复荷载作用下的破坏机理、滞回性能、变形能力以及耗能能力。试验结果表明：试件破坏时底部墙体钢板均发生了屈曲,呈现典型的压弯破坏特征;试件具有良好的延性和耗能能力;在双层钢板-混凝土组合剪力墙中仅设置纵向加劲肋对承载力提高不明显,仅设置横向加劲肋可以略提高试件的承载力,而双向加劲肋的设置将较明显提高试件的承载力;在双层钢板-混凝土组合剪力墙中部增设钢管混凝土暗柱可以较为明显地改善试件的承载力与延性。     

短肢剪力墙抗震性能试验

为了研究短肢剪力墙的抗震性能,对6个1/2比例的T形短肢剪力墙试件进行了低周反复荷载作用下的试验研究,分析了短肢剪力墙的承载力、延性、滞回特性、耗能能力及破坏机制等抗震性能。结果表明:短肢剪力墙试件以弯剪破坏为主,截面高厚比较大试件的腹板中部易发生剪切破坏;腹板底部是试件最薄弱部位,加暗支撑可明显增加试件的延性和极限承载力;随着试件轴压比的提高,试件延性降低,极限承载力增加。     

纤维增强混凝土剪力墙抗震性能试验研究与理论分析

为根本改善混凝土基体的脆性,提高混凝土剪力墙的抗震性能和损伤容限,设计制作6个局部纤维增强混凝土（FRC）剪力墙试件,在试件变形关键部位采用FRC替代普通混凝土,并考虑高轴压比下剪力墙受压钢筋屈曲和受拉纵筋应力集中的问题,在塑性铰区纵向钢筋上设置钢套管,以改善受力钢筋的稳定性和变形性能。通过对悬臂剪力墙试件的拟静力试验,研究此类剪力墙的破坏现象、受力机理和滞回特性,探讨轴压比、FRC区高度、纵筋强度和钢套管长度等因素对墙体变形能力及耗能能力的影响。研究表明,与普通混凝土剪力墙试件相比,塑性铰区采用FRC的剪力墙试件具有较高的损伤容限和变形能力;提高钢筋强度和延性以及在纵筋上设置钢套管,对其抗震性能和耗能能力均具有明显的改善作用。     

扩大十字形截面型钢混凝土柱-SRC梁节点抗震承载力试验研究

提出了内置扩大正、斜向十字形截面型钢混凝土柱-工字钢型钢混凝土（SRC）梁节点的构造方式。通过对4个内置扩大正十字形和斜向十字形截面的型钢混凝土柱-SRC梁节点试件和1个内置普通十字形截面型钢混凝土柱-SRC梁节点试件的低周反复荷载试验,研究了试件的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、剪切变形和钢材应变,分析了配钢形式、加载角度和构造措施（直接焊接、竖向隔板连接）对节点受力性能的影响,并在此基础上对节点核心区受剪承载力进行了计算。试验结果表明：上述两种新型截面型钢混凝土梁柱节点均发生节点区剪切破坏,达到极限状态时,节点区箍筋及型钢腹板应力均达到屈服强度,试件型钢及翼缘框内混凝土仍能承担较大荷载,并趋于稳定;新型SRC梁柱节点核心区剪力-剪切角滞回曲线饱满,无捏缩现象,其受剪承载力比相同破坏模式的普通型钢混凝土梁柱节点试件大;柱内采用斜向布置十字型钢以及梁柱正交时,节点试件的剪切承载力更大,所提出的两种构造措施对节点承载能力影响不大。     

装配式槽钢骨架轻质混凝土剪力墙抗震性能 试验研究及有限元分析

为研究装配式槽钢骨架轻质混凝土剪力墙抗震性能,对装配式槽钢骨架轻质混凝土剪力墙试件进行低周反复试验,分析了试件的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化以及耗能能力。利用Abaqus有限元分析软件建立试件数值模型,模拟结果与试验吻合较好。在此基础上,研究暗柱数量、X形暗支撑对型钢骨架轻质混凝土剪力墙承载能力以及延性性能的影响。分析结果表明:设置3、2根暗柱试件的极限水平承载力相对于1根暗柱试件分别提高25.9%、8.3%,延性分别降低37.3%、17.3%;设置X形暗支撑试件的极限水平承载力、延性相对于无X形暗支撑试件分别提高46.9%、66.7%,屈强比减小,说明X形暗支撑能够更加有效改善结构的抗震性能。     

竖向分布钢筋单排间接搭接的带现浇暗柱预制剪力墙抗震性能试验

为进一步研究竖向分布钢筋与单排布置的连接钢筋间接搭接、连接钢筋采用直螺纹套筒灌浆连接的带现浇暗柱预制剪力墙抗震性能,完成了5个试件的拟静力试验,其中3个试件一端带暗柱,2个试件两端带暗柱。试验结果表明,现浇暗柱与预制剪力墙作为整体共同工作,试件以水平裂缝及其延伸的斜裂缝为主,墙底与地梁之间产生水平通缝,达到承载力前竖向钢筋受拉屈服,墙底混凝土压碎,破坏形态为压弯破坏;可采用现行规范公式计算预制剪力墙的压弯承载力,且考虑竖向分布钢筋的作用;试件的极限位移角达1/99～1/62。     

带现浇暗柱齿槽式预制钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验

介绍了3片剪跨比为2.13的钢筋混凝土剪力墙试件在特定轴压比下的拟静力试验,其中1片为现浇试件CW-1,另外2片为采用预制墙板,两端暗柱与水平齿槽现浇混凝土在墙体底部实现与之连接的预制试件。预制试件的主要区别是一片在齿槽内不设竖向分布钢筋的试件PW-1,另一片齿槽内竖向分布钢筋自由搭接的试件PW-2。试验结果表明：通过齿槽连接的预制墙体,其破坏形态与现浇试件基本相同,墙体两端暗柱底部混凝土受压破坏、竖向钢筋受拉屈服;预制试件的极限位移角为1/48~1/53;齿槽式连接能够保证剪力墙在正常工作状态下的受剪承载力;预制试件PW-2的滞回曲线饱满,受剪承载力与现浇试件相当,其延性性能满足抗震要求,齿槽区域墙体竖向分布钢筋自由搭接的连接方式在一定轴压比下可行,经进一步的试验和分析研究后可推广应用。     

型钢高强混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为了研究型钢高强混凝土剪力墙的抗震性能,对8个剪跨比为2.5的剪力墙试件进行了拟静力试验。通过改变试件的轴压比、配箍特征值和配钢率,研究其在往复水平荷载作用下的破坏机理、滞回性能、变形能力以及耗能能力。试验结果表明,这种剪力墙的破坏形态为墙底部截面约束区混凝土被压碎的弯曲型破坏;试件的滞回曲线饱满,没有明显的捏缩现象;位移延性系数在3.50～4.66之间,并且随着配箍特征值和配钢率的增加,试件的变形能力提高;等效粘滞阻尼比在0.196～0.255之间,试件表现出较好的耗能能力。根据墙体在不同阶段的破坏程度,将型钢混凝土剪力墙结构的性能划分为使用良好、保证人身安全和防止倒塌三个性能水平,提出用位移角作为型钢混凝土剪力墙结构的性能指标,并给出了不同性能水平位移角限值的建议值。图10表6参14     

单层单跨型钢外框柱密肋复合墙体结构试验研究

通过对1/2缩尺比例的单层单跨钢骨外框柱及普通两块密肋复合墙体的低周反复加载试验,对比研究了型钢外框柱密肋复合墙体的破坏形态及承载能力、变形、延性、耗能等抗震性能.研究结果表明,两者的破坏形态基本一致,但型钢外框柱复合墙体的承载力、延性及耗能能力都明显好于普通复合墙体,说明边框柱中加入型钢后,该结构体系的抗震性能得到很大提高.