Experimental study on seismic behavior of shear wall with cast-in-situ concrete infilled walls

为研究现浇混凝土填充外墙对剪力墙结构抗震性能的影响，完成了10个采用不同做法和不同形式填充墙的足尺墙体试件和2个无填充墙对比试件的拟静力试验。结果表明：填充墙与主体结构之间采用聚苯板条分隔做法和PVC板条分隔做法时，填充墙对主体结构的影响基本一致，均一定程度上改变了主体结构破坏过程及最终破坏形态，对于PVC板条分隔做法的试件，其破坏时的延性好于聚苯板条分隔做法的试件；填充墙增大了试件的承载能力，对于聚苯板条分隔做法的试件，其峰值荷载为无填充墙试件的1.37~3.31倍，两种做法填充墙试件的峰值荷载大小相当；填充墙减小了试件的变形能力，对于极限位移角，聚苯板条分隔做法的试件为无填充墙试件的20%~65%，PVC板条分隔做法的试件的变形能力明显大于聚苯板条分隔做法的试件；除聚苯板条分隔做法的结构洞墙试件外，其余试件的极限位移角均满足剪力墙结构抗震变形能力要求；填充墙显著增大了试件弹性及弹塑性阶段的刚度。基于试验结果，建议结构计算时合理考虑填充墙的不利影响，工程中尽量避免采用结构洞填充墙，对填充墙部位的结构构件及填充墙采取一定的加强措施。     

轻质墙板填充墙钢筋混凝土框架抗震性能试验研究

为研究轻质墙板填充墙钢筋混凝土框架与页岩空心砖砌体填充墙钢筋混凝土框架的抗震性能差异,以及填充墙与框架的连接形式对填充墙框架抗震性能的影响,进行了2榀轻质墙板填充墙钢筋混凝土框架试件和1榀页岩空心砖砌体填充墙钢筋混凝土框架试件在水平单向重复推覆力作用下的加载试验,对试验现象、荷载-位移曲线、刚度退化曲线、塑性转角、剪切变形角、层间位移角和位移延性系数进行分析。研究结果表明：与页岩空心砖砌体相比,轻质墙板与框架协同工作的能力更强;当轻质墙板与框架为柔性连接时,初裂荷载最小,但结构的屈服荷载最大,变形能力也最强;页岩空心砖砌体与框架采用刚性连接时,峰值荷载最小,变形能力也最弱,结构的抗震性能最差;轻质墙板与框架为刚性连接时,峰值荷载最大;L形卡件对轻质墙板偏转可起到一定的约束作用;纤维网防裂带对保护轻质墙板填充墙的作用明显。     

再生砌体填充墙-型钢再生混凝土框架结构抗震性能研究北大核心CSCD

为研究再生砌体填充墙-型钢再生混凝土框架结构的抗震性能,试验设计了1榀再生混凝土框架和2榀再生砌体填充墙-型钢再生混凝土框架并进行低周往复加载试验。试验结果表明:纯框架试件及带填充墙框架试件均为延性破坏,填充墙沿框架平面对角线区域破坏较为严重,梁端与柱端先后出现塑性铰,符合“强柱弱梁”的抗震设计概念;带填充墙框架相比纯框架峰值承载力提升80%左右,平均位移延性系数大于6,表明其具有良好的变形能力;带填充墙框架在加载前期耗能能力强于纯框架试件,后期因填充墙破坏而承载能力迅速下降,极限位移较小,耗能能力弱于纯框架试件;轴压比越大,带填充墙框架峰值荷载后的延性和耗能能力下降越快。基于现有等效斜压杆理论对试件进行Pushover分析,结果表明Klingner模型与试验结果吻合最好。合理布置的填充墙可作为结构抗震的第一道防线,性能点处结构满足“大震不倒”的抗震要求。     

高轴压比下钢管高强混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

通过在约束边缘构件位置和截面中部设置多根钢管,形成了一组不同钢管布置形式的钢管高强混凝土组合剪力墙。通过对8片剪跨比为2.08的剪力墙试件在高轴压比（0.40~0.62）下的低周往复加载试验,研究其破坏形态、承载力、变形能力、滞回性能等。试验结果表明：试件的破坏形态为压弯作用下的受弯破坏,墙体根部混凝土压溃范围为整个试件宽度和300~400mm高度,钢管与混凝土之间没有出现明显的黏结滑移;在峰值荷载前,试件的截面应变分布基本符合平截面假定;与钢筋混凝土剪力墙相比,设置钢管后在轴向压力最大增加19%的情况下,受弯承载力提高了21%~43%,试件的屈服位移角达到1/300,峰值荷载时位移角不低于1/100,极限位移角达到1/75,个别试件接近1/40,变形能力提高了约30%,试件的滞回性能明显改善,表明所设计的钢管高强混凝土剪力墙具有良好的抗震性能和抗倒塌能力。     

新型钢管混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

提出在普通钢筋混凝土剪力墙的边缘构件和截面中部配置多根钢管的新型钢管混凝土组合剪力墙形式,完成了2个新型钢管混凝土组合剪力墙试件和1个普通钢筋混凝土剪力墙试件在高轴压比下的低周反复加载试验,研究其破坏形态、承载力、变形能力、刚度、滞回耗能、应变分布等抗震性能。结果表明,试件的破坏形态为压弯破坏,钢管的加入减轻了墙底混凝土和钢筋的破坏程度,限制了剪切斜裂缝的发展;新型钢管混凝土组合剪力墙试件的承载力比普通钢筋混凝土剪力墙试件提高25%左右;峰值位移角为1/100~1/75,极限位移角达到1/50,极限变形能力比普通钢筋混凝土墙提高30%左右。新型钢管混凝土组合剪力墙试件的滞回曲线比较饱满,刚度和强度退化过程比较平缓。总体来看,新型钢管混凝土组合剪力墙具有较好的抗震性能,其抗弯承载力可以按普通钢筋混凝土剪力墙进行计算,但将钢管等效为钢筋参与计算,结果过于保守,应适当考虑钢管对混凝土的约束作用。     

带缝填充墙框架结构抗震性能试验研究

为了确保框架填充墙结构在地震时具有良好的变形能力和耗能能力,减小填充墙体对主体结构的不利影响。通过对普通框架填充墙结构构造做法进行改进,设计了3榀1∶2比例的带缝填充墙框架试件,对试件在低周反复荷载作用下试验,分析研究了试件的承载能力、滞回性能、延性等抗震性能和破坏机理。并对不同竖缝宽度的试件进行对比分析,为带缝填充墙框架结构的深入分析研究和实际应用提供了理论基础。     

砖填充墙加固前后钢筋混凝土框架抗震性能试验

通过低周反复加载试验,研究了1个纯框架试件、4个填充墙框架试件和7个用夹板墙或碳纤维布加固填充墙后的框架试件的抗震性能,这些试件均为单层单跨钢筋混凝土框架。对各试件的破坏过程、破坏形态、承载力、极限变形、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力、碳纤维布应变等进行了对比分析。试验结果表明:填充墙框架和填充墙加固后的框架一般发生剪切型破坏,与纯框架发生柱脚和梁端弯曲破坏的破坏模式有明显差异;填充墙框架的承载力明显高于纯框架,用夹板墙和碳纤维布X型粘贴加固填充墙能进一步明显提高框架的承载力,而碳纤维布水平粘贴加固填充墙对提高框架承载力的效果不明显。填充墙框架的极限变形能力比纯框架明显降低,填充墙框架的极限层间位移角仍能达到1/50,而填充墙加固后框架的极限层间位移角仅能达到1/80。     

加固后钢筋混凝土框架结构抗震性能试验研究

为研究不同加固方式对混凝土框架结构抗震性能的影响,通过对6榀采用钢支撑和剪力墙加固的单层、单榀混凝土框架试件进行低周反复荷载试验,对比分析不同加固方式下框架结构的水平极限承载力、累积滞回耗能、变形能力和破坏方式等抗震性能。结果表明:采用弱钢支撑加固的混凝土框架试件水平极限承载力和初始抗侧刚度得到一定程度的提高,其水平承载力达到峰值后缓慢下降,试件具有良好的变形能力和耗能能力;采用强钢支撑和混凝土剪力墙加固的混凝土框架试件水平极限承载力和初始抗侧刚度均得到较大程度的提高,由于剪力墙以及强钢支撑加固试件的外框架发生破坏,水平承载力达到峰值后迅速下降,试件变形能力和耗能能力较弱。因此采用强钢支撑加固混凝土框架时,应同时对框架构件进行加固以避免水平荷载作用下构件先于支撑发生破坏,加固后结构不仅具有较高的水平极限承载力和初始抗侧刚度,也具有较好的耗能和变形能力。     

钢筋混凝土框架-再生填充墙抗震性能试验研究

进行5榀框架-再生填充墙试件（包括1榀纯框架及1榀墙体试件）的低周反复加载试验,得到不同框架-再生填充墙试件的滞回曲线与骨架曲线,研究了不同再生填充墙对试件承载力、变形能力、延性与耗能能力的影响。收集已有文献中框架-填充墙试件的抗震性能试验数据,采用归一化分析,对比研究了再生与普通填充墙对框架-填充墙试件抗震性能的影响。结果表明：再生填充墙的墙体材料组成对框架结构的抗震性能影响较大,再生多孔砖填充墙使框架结构变形能力和延性略有减小,结构在屈服荷载时耗能能力较好,但在极限荷载时耗能能力较差;120型和90型再生隔墙板填充墙均使框架结构的变形能力和延性有所降低,但前者耗能能力远优于后者;相比于框架-普通填充墙结构,框架-再生填充墙结构在极限荷载后性能退化较快。     

不同榫卯板构造的装配整体式剪力墙抗震性能试验研究

对1个现浇钢筋混凝土剪力墙试件和2个装配整体式剪力墙剪力墙试件进行拟静力试验,研究剪跨比为1.5的装配整体式剪力墙的抗震性能以及榫卯板构造对榫卯接缝的连接性能的影响.结果 表明:榫卯接缝整体性良好,接缝开裂时试件位移角远大于1/1000;装配整体式剪力墙的破坏区域主要集中在榫卯接缝处,峰值荷载时墙体根部混凝土基本完好,承载力低于现浇钢筋混凝土剪力墙,但刚度退化速率小于现浇钢筋混凝土剪力墙,变形能力、累计耗能大于现浇钢筋混凝土剪力墙,峰值荷载后装配整体式剪力墙进入墙柱组合体受力阶段,承载力下降减缓,位移角达到1/25时仍保持水平和竖向承载力;榫卯板横向凹槽底部与竖向孔洞内侧是否平齐对墙体承载力基本没有影响,但平齐构造可延缓榫卯接缝破坏,有助于提高墙体的刚度和耗能能力.     

高轴压比钢骨混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为研究高轴压比钢骨混凝土剪力墙的抗震性能,完成了6片剪跨比为2.43、轴压比试验值为0.33~0.35的钢筋、钢骨和钢管混凝土剪力墙试件的往复水平力加载试验。试验表明:试件的纵筋和钢骨(钢管)受压屈服先于受拉屈服。试件的破坏形态为底部混凝土压碎剥落,约束边缘构件内的纵筋和钢骨(钢管)压曲,试件丧失竖向承载力。钢骨和钢管提高了试件的正截面承载力,且随位移增大试件能稳定地保持最大承载力。配置工字钢、槽钢和方钢管的试件的极限位移角为1/73~1/59,与钢筋混凝土试件基本相同;配置圆钢管的试件的极限位移角达1/44,墙端约束边缘构件配置圆钢管对提高高轴压比剪力墙的变形能力有显著作用。根据试验结果,提出了高轴压比钢骨混凝土剪力墙屈服、承载力极限状态和变形极限状态的截面应变、应力分布,建立了正截面承载力的计算式和顶点水平位移计算式,计算结果与试验结果符合较好。     

Steel–concrete composite shear walls using precast high performance fiber reinforced concrete panels

In this research, seismic performance of composite steel plate shear walls (CSPSWs) using high performance fiber reinforced concrete (HPFRC) panels is experimentally and numerically investigated. Three one‐story one‐bay CSPSW specimens using precast HPFRC panels were designed and fabricated for cyclic quasi‐static experiments. The HPFRC panels of composite shear wall specimens did not have any steel rebars. The main purpose of the study was to understand the effects of rigid and semirigid HPFRC panels on the seismic behavior of the system. Shear capacity, ultimate shear strength, lateral stiffness, energy dissipation, and ductility ratios of the specimens are evaluated. The experimental results demonstrate that specimens were able to resist lateral load up to at least interstory drift of 6%. Using HPFRC panels, CSPSW specimens becomes stiffer in the elastic region, and the yield displacement of the shear wall is decreased; therefore, the ductility ratio of the system is increased. It should be noted that ultimate shear strength, initial elastic stiffness, and energy absorption of specimens with an HPFRC panel on one side or both sides of the infill steel plate were approximately the same. However, using two HPFRC panels is not economical in comparison with CSPSW with an HPFRC panel on one side. Additionally, the second panel increases the seismic mass of the structure.     

保温砌模混凝土网格墙抗震性能试验研究

介绍了8片剪跨比为1.96～3.06的保温砌模混凝土网格墙和1片实体墙在轴力和往复水平力作用下的试验,以及3片网格墙的轴压试验。结果表明,剪跨比较大的保温砌模网格墙在轴力和往复水平力共同作用下,墙端纵筋受拉屈服,边缘混凝土压碎,墙的中下部连梁剪切破坏;破坏时裂缝较分散;极限位移角大于1/100,位移延性系数大于3;截面长的网格墙的弹性刚度、屈服时的割线刚度和正截面承载力大,墙端组合柱对提高刚度和正截面承载力有显著作用;一般层高的网格墙在重力荷载作用下不会发生平面外失稳破坏。有限元计算表明,网格墙在轴力和水平力作用下的正应力分布与实体墙总体上一致;可按现行规范有地震作用组合的剪力墙正截面承载力公式计算网格墙的承载力。工程算例表明,保温砌模现浇承重墙体系可以满足8度抗震设防的9层住宅承载力要求和抗震墙结构小震时的层间位移角要求。在研究的基础上,提出了保温砌模现浇承重墙体系的抗震设计建议。     

喷涂混凝土夹心剪力墙抗震性能试验研究及有限元分析

为研究喷涂混凝土夹心剪力墙的抗震性能,完成了7个试件的拟静力试验。试件的主要变化参数为墙厚及边缘构件。试验结果表明：夹心墙的2层或3层混凝土及其配筋可作为整体共同承担竖向压力及水平力;试件的破坏形态包括压弯破坏和剪切破坏,增加边缘构件的竖向钢筋导致试件发生剪切破坏;试件的水平力-位移滞回曲线有一定程度的捏拢;压弯破坏的试件,极限位移角为1/76~1/103,设置边缘构件的试件,其极限位移角约为没有边缘构件试件的1.3倍,增加墙厚对极限位移角影响不大;剪切破坏的试件,其耗能能力小于压弯破坏的试件;可采用剪力墙承载力公式计算夹心墙在轴压力作用下的正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力。采用MSC. Marc（2010）对夹心墙试件进行非线性有限元分析得到了水平力-位移骨架曲线、裂缝分布及承载力,与试验结果吻合较好。     

高强混凝土剪力墙性能指标研究

在基于性能的抗震设计中,结构的性能指标是一个必需的重要参数。基于21个剪跨比分别为2.1,1.5和1.0的矩形截面、带端柱和型钢高强混凝土剪力墙的抗震性能试验资料,分析了各种剪力墙的破坏形态。将剪力墙的性能划分为三个水平,即:使用良好、生命安全和防止倒塌,分别给出了剪力墙发生弯曲(弯曲剪切)破坏和剪切破坏时三性能水平的失效判别标准,确定了三性能水平极限状态时各剪力墙的位移角平均值。分析结果表明,高强混凝土剪力墙在三性能水平的位移角分布均基本符合正态分布,其在生命安全和防止倒塌性能水平位移角平均值与FEMA273的建议值很接近,而我国抗震规范建议的弹性位移角限值和弹塑性位移角限值的保证率系数分别为2.18和1.58。根据试验结果,提出了高强混凝土剪力墙结构三性能水平具有95%保证率的位移角限值。     

钢板焊接连接的带水平接缝装配式RC剪力墙抗震性能试验研究

为了研究采用钢板焊接连接的带水平接缝预制装配式钢筋混凝土剪力墙的抗震性能,设计了4个装配式钢筋混凝土剪力墙足尺试件并进行低周往复水平荷载试验,研究参数包括连接钢板厚度、侧向钢板设置和轴压比。结果表明：各试件均为压弯破坏,水平承载力在186~288kN之间,极限位移在25.74~29.37mm之间,滞回曲线为饱满的弓形,延性和耗能能力较好,刚度退化较慢;在连接钢板满足强度要求前提下,增大连接钢板厚度、增加侧向钢板对剪力墙的延性、刚度、承载能力和耗能能力影响较小;提高轴压比可以明显提高装配式剪力墙的刚度和承载能力,但会降低其耗能能力。采用ABAQUS有限元软件对装配式剪力墙抗震性能进行分析,所建立的有限元模型可以较好地模拟装配式剪力墙的受力性能。通过对比采用规范公式计算的承载力与试验承载力,表明可以采用JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》中的公式计算文中装配式剪力墙的承载力,并给出了连接钢板的计算方法。     

软索连接装配式混凝土圆孔墙抗震性能试验研究#br#

为研究软索连接装配式圆孔剪力墙的抗震性能,分析翼墙对主墙的影响,设计一字形、L形、工字Ⅰ形和工字Ⅱ形4类共8个足尺装配式圆孔剪力墙试件,进行拟静力试验,通过对试验现象和数据进行分析,研究构件的破坏形态、特征荷载、变形性能、受剪承载力等特性。结果表明：采用软索连接的翼墙能有效提高主墙的抗裂性能,有效避免主墙沿圆孔的竖向裂缝,同时能改变主墙的应力分布和破坏形态;翼墙能够有效提高主墙的屈服荷载和极限荷载,但对屈服位移、延性的影响不明显;墙体弹性层间位移角能够满足我国规范中对剪力墙的要求,弹塑性层间位移角较小,宜提高软索锚固设计;墙体中的圆孔会大大降低墙体的受剪承载力;通过规范公式对该类型墙体进行受剪承载力计算,发现多数墙体的计算值远大于试验值,基于试验结果,建议将规范公式进行05倍折减后,再用于该类型墙体的受剪计算。     

高烈度区低配筋多层剪力墙结构的抗震性能分析

为了研究高烈度区多层剪力墙结构采用比现行规范规定偏低构造配筋的抗震性能和工程应用可能性,针对4个不同平面布置形式的多层剪力墙结构,分别按我国规范设防烈度8度区（0.20g、0.30g）和9度区进行抗震设计,并在规范规定的基础上减少墙身构造钢筋量,形成低配筋多层剪力墙结构。采用Perform-3D程序对12个低配筋多层剪力墙结构模型进行了非线性动力反应分析。结果表明,在罕遇地震作用下,各结构模型的地震反应较小,进入非线性的程度不深,结构的损伤偏小,且更多损伤集中在连梁梁端,而不是在剪力墙墙身。将墙身分布钢筋配筋率与文中低配筋剪力墙相近或比其更低的低配筋剪力墙试件的试验结果与非线性动力分析结果对比后发现,低配筋剪力墙试件的极限位移角远大于非线性动力反应分析中获得的具有84%保证率的结构最大层间位移角需求值,且试件在达到这一层间位移需求值时的损伤非常小。因此,高烈度设防区（8度和9度区）低配筋多层剪力墙结构的抗震性能良好,经合理设计后可在高烈度区应用。     

底部预留后浇区钢筋搭接的装配整体式剪力墙抗震性能试验研究

通过在预制剪力墙底部预留混凝土后浇区，上、下层墙体竖向分布钢筋在此区域内搭接连接，在此区域外支腿范围内的纵向钢筋采用套筒灌浆连接，形成装配整体式剪力墙结构。为研究该类剪力墙的抗震性能，设计了5组共15片装配整体式足尺剪力墙，对其进行拟静力试验。研究表明：装配整体式剪力墙为典型的弯剪破坏模式；底部预留混凝土后浇区上方的水平接缝和墙底水平接缝开裂并贯通，在试验过程中竖向接缝未开裂，当轴压比较大或剪跨比较小时，底部后浇区角部混凝土会产生压溃或剥落现象；装配整体式剪力墙的破坏模式以及滞回特征、承载力、延性、刚度退化情况等指标与对应的现浇试件基本一致，水平承载力相差不超过5.7%，位移延性系数不低于4.1，极限层间位移角均在1/87以上，呈现良好的整体性能和抗震性能。