剪力墙优化选型初探

剪力墙一般结构刚度大,整体性好,建筑上易于布置,但其自重及刚度大,引起的地震反应也较大,且结构本身的延性不好.针对这种情况,从其力学特点出发,结合实际工作中的设计要求,提出用短肢剪力墙和异形柱的结构形式可以较好地满足结构整体刚度、承载力及延性变形能力达到最佳匹配的设计要求,并能方便地应用于实际设计工作中.     

等效线性化方法在基于位移抗震设计中的应用

为了比较割线刚度法和两维搜索法2种等效线性化方法在基于位移抗震设计中的应用,对比阐述上述2种等效方法确定等效参数的基本原理和基于位移抗震设计的步骤,同时推导分析2种方法应用下结构基底剪力设计值的差别,并通过钢筋混凝土框架结构的设计算例考察其对结构抗震设计的影响.结果表明,应用2种等效方法得到的基底剪力比值只与结构的非线性滞回模型和延性系数有关;在延性系数为3.0的情况下,按割线刚度法设计得到的基底剪力将被放大20%左右,从而使通常的结构抗震设计趋于保守.     

钢-UHPC组合结构新型剪力件的抗剪性能

为了解决钢-UHPC组合桥面板因UHPC层较薄导致剪力件高度受限、施工难度大、抗剪强度和刚度不足等问题,提出弧形钢筋、栓钉+弧形钢筋2种新型剪力连接方式. 考虑剪力件直径的影响,设计7组共14个推出试件,通过与栓钉剪力件对比分析,研究剪力件的抗剪性能及承载力. 结果表明：3种剪力件的破坏形态及破坏机理、荷载?滑移曲线变化规律区别明显. 弧形钢筋剪力件的延性和刚度均优于另外2种剪力件,且与直径呈线性关系. 基于线性回归分析,给出考虑栓钉周围楔形块对栓钉剪力件抗剪贡献的承载力计算公式、考虑弧形钢筋和其内部UHPC共同抗剪的承载力计算经验公式,计算结果与试验值较吻合.     

GFRP肋式剪力连接件受力性能对比试验研究

剪力连接件是保证GFRP混凝土组合梁/板中两种不同材料共同工作的重要构造,设计了矩形肋和T形肋两类GFRP肋式剪力连接件,进行了3组共8个GFRP肋式剪力连接件的推出试验,包括：矩形肋开孔、T形肋开孔、T形肋不开孔3组GFRP肋式剪力连接件,得到了其破坏形态、极限承载力、荷载滑移曲线及荷载应变变化规律,重点研究肋内开孔及肋的截面形式对GFRP肋式剪力连接件受力性能的影响。试验结果表明：GFRP肋式剪力连接件的破坏形态均为混凝土劈裂破坏;对比矩形肋开孔试件,T形肋开孔试件强度高、延性好;对比T形肋不开孔试件,T形肋开孔试件强度与延性均能提高。基于试验结果,建立了考虑肋内开孔及肋截面形式影响的GFRP肋式剪力连接件极限承载力计算公式,拟合得到了GFRP肋式剪力连接件的荷载滑移曲线上升段的理论模型,建立了其抗剪刚度计算公式。     

不同屈服点薄钢板剪力墙的受力性能研究

采用有限元软件ABAQUS 6.10对薄钢板剪力墙屈服点为235 N/mm2和345 N/mm2的钢框架-薄钢板剪力墙进行了非线性数值分析,对二者的承载力、刚度、剪力分配、滞回性能及延性等进行了研究.结果表明:薄钢板剪力墙屈服点对初始承载力、刚度和剪力分配影响很小;当薄钢板剪力墙屈服后,其屈服点越高,承载力和刚度亦越大,钢板剪力墙承担的剪力越多;高屈服点薄钢板剪力墙会增加受压柱的负担,使其屈曲位置上移,降低对薄钢板剪力墙的有效锚固;加载初始阶段,低屈服点薄钢板剪力墙先于高屈服点薄钢板剪力墙屈服耗能;达到理想破坏的钢框架-薄钢板剪力墙具有很好的延性.     

钢桁架连梁-联肢剪力墙耗能机理及抗震性能试验研究

对设置全钢桁架连梁和设置钢筋混凝土、钢桁架混合连梁的双层联肢剪力墙平面结构进行了拟动力试验和低周反复荷载试验,研究了不同工况地震波作用下剪力墙的时程响应,以及其破坏机理、承载力、滞回延性性能、耗能机理、刚度及强度退化机理。试验结果表明：全部设置钢桁架连梁的剪力墙的刚度分布合理,耗能机理及刚度强度退化机理符合联肢剪力墙抗震设计的要求。大震时,在保证较高耗能能力的同时能够维持较高的承载力和刚度,持续约束墙肢,抗震性能优于混凝土连梁联肢剪力墙体系,是一种较理想的连梁设置方案。     

连梁刚度不同的混凝土核心筒抗震性能试验研究

通过对开有洞口的钢筋混凝土核心筒,采用2个较大比例的大高宽比试件进行水平低周反复荷载试验,重点研究了具有不同连梁刚度的核心筒的破坏机理、承载能力、耗能能力、延性、剪力滞后等方面的抗震性能.试验结果表明,核心筒试件最后均为底部发生整体弯曲破坏,连梁刚度对其抗震性能有较大影响,随着连梁跨高比从1.7下降到0.9,核心筒试件的刚度和承载能力提高,但延性和耗能能力下降.     

钢-混组合加固梁承载能力试验研究

针对外包钢板钢—混组合结构加固方法中结合面传力机理及植筋、剪力钉数量对结构承载能力的影响问题,开展植筋、剪力钉布置不同的6组钢板—混凝土组合加固梁弯曲试验,比较植筋、剪力钉布置间距对构件的力学行为和承载能力的影响;根据试验数据以构件的破坏形态分析钢—混结合面的工作和破坏机理。结果表明：采用外包钢板加固法加固时,相对于原结构,加固的外包刚板刚度较大,对结合面的强度要求较高,通过灌浆料连接植筋、剪力钉的方式很难满足钢—混结构变形一致的要求,在一定范围内增、减剪力钉数量对加固结构的刚度和极限承载力基本没有影响,但可以防止钢板发生早期局部失稳,充分发挥外包钢板的刚度和承载能力。     

T形截面混凝土柱-混凝土砌块墙结构抗震性能试验研究

对2榀单层单跨T形截面混凝土柱-混凝土砌块墙结构和1榀钢筋混凝土T形截面柱框架在低周反复荷载作用下进行了拟静力试验研究.探讨其工作性能,破坏特征以及对其抗震性能的影响,着重分析其延性、滞回特性、骨架曲线及刚度退化等问题.研究表明:T形截面混凝土柱-混凝土砌块墙结构承载力、抗侧刚度、延性系数较空框架相比有较大幅度提高,符合结构抗震的多道设防原则,属于典型的梁铰破坏机制,可为今后类似多层多跨结构的设计及理论分析提供依据.     

削弱梁端的方钢管混凝土柱-钢梁框架结构静力弹塑性分析

提出了适用于SAP2000分析设计软件的等效梁端削弱形式,进而对多层和高层削弱梁端的方钢管混凝土框架结构分别在7度、8度多遇和罕遇地震作用下进行了Push-over分析,并对其抗震性能进行了评估。结果表明：对于多层结构,削弱梁端翼缘对结构整体刚度的影响很小,考虑楼板作用模型的刚度大于未考虑楼板作用模型的刚度,在均布荷载水平加载模式作用下模型的底部剪力大于倒三角荷载水平加载模式作用下相应模型的底部剪力;对于高层结构,楼板作用对结构在弹性阶段整体刚度的影响较小,在均布和倒三角水平荷载作用下,考虑楼板作用模型的最大底部剪力比未考虑楼板作用模型的最大底部剪力分别大7％和4．5％;削弱梁端的方钢管混凝土框架结构具有较好的抗震性能。     

基于曲率延性的弯曲型结构地震作用折减系数

采用基于曲率延性的非线性动力分析方法,研究弯曲型结构的地震作用折减系数.引入地震作用名义作用高度,在多自由度体系的基底剪力和基底弯矩间建立起有效联系.为了保留谱线峰值特征,采用双特征周期对地震作用折减系数谱进行标准化处理.通过300 000余组非线性动力分析,研究结构自振周期、曲率延性、刚度沿结构高度分布和上层结构延性开展等因素对弯曲型结构地震作用折减系数的影响.采用3种不同工况,分析二阶振型对地震作用折减系数的影响,提出弯曲型地震作用折减系数及二阶振型影响系数的简化计算公式,建立曲率延性与位移延性的定量相关关系.     

半刚性节点钢框架-十字加劲钢板剪力墙结构的数值分析

为了研究半刚性节点钢框架-加劲钢板剪力墙结构体系的抗震性能和传力机理,模拟实际框剪结构的底部两层,对一榀单跨两层1/3缩尺半刚性节点钢框架-十字加劲钢板剪力墙结构进行了抗震拟静力试验研究,在试验模型的基础上,建立了非线性有限元模型,并验证了模型的有效性.考虑影响结构抗震性能的4个主要因素:节点刚度、剪力墙厚度、框架柱的刚度、肋板刚度比,进行了4个系列16个有限元模型的变参数分析.结果表明:降低节点刚度有利于提高结构的延性和耗能能力;增加柱的刚度和肋板厚度可提高结构的初始刚度、承载力和延性性能;增加内填墙板的厚度,将降低试件的延性性能;内填墙板在加载初期非常有效,承担70%～85%的水平剪力,研究为该种结构体系的工程应用和理论分析提供依据.     

结构设计的刚度变量法

提出了一种在结构设计中与力法、位移法并列的刚度变量法。这种方法通过调整构件的刚度，设计合乎要求的结构。文中详细地讨论了刚度变量法中将结构分解设计的方法，其计算简便，选值灵活，可由熟悉的结构组成复杂结构。     

不同肢长钢筋混凝土异型柱抗震性能试验研究

目的 探讨不同肢长对钢筋混凝土异型柱的承载力、刚度及延性的影响．方法 用拟静力试验方法对不同肢长异型柱进行抗震性能研究．结果 试验得出异型柱的最大承载力、抗侧移刚度及延性等相关数据．结论 轴压比较大时，其承载力、侧移刚度较大，但延性较差；随着柱子肢长的增加，其承载力、侧移刚度随之提高，这对结构设计有一定的好处，但肢长应控制在一定的范围内，避免形成短柱；试验中由于腹板的受压区混凝土面积较小，因此该压区混凝土破坏严重，纵筋也成屈曲状态，建议提高混凝土等级，以增加该区混凝土的抗压能力．     

创新设计的FRP-混凝土组合梁基本力学性能

近年来纤维增强聚合物(Fiber Reinforced Polymer,FRP)材料被广泛地用于桥梁结构以解决日益严重的钢材锈蚀问题.为了充分发挥各种材料的优势和降低造价,FRP-混凝土组合结构被认为是一种最有效的组合形式.首先阐述了FRP材料与混凝土结合形成一种轻质、耐腐蚀且价格相对便宜的组合梁的创新设计思路,并提出了由该类型组合梁形成板式桥的新型桥面结构形式;其次,给出了FRP-混凝土组合梁的简化失效分析方法以及延性、简化刚度和变形的计算公式;最后,基于刚度、强度和延性设计要求,给出了FRP-混凝土组合梁的初步设计步骤.     

底部框架-密肋复合墙房屋结构抗震设计方法

针对地震作用下砌体墙容易开裂、延性较差和混凝土墙刚度过大易导致薄弱层向上转移等问题,提出在房屋底层设置刚度可调、延性良好的新型抗侧力构件——密肋复合抗震墙,形成底部框架-密肋复合墙上部砌体结构,从框架-复合墙受力特点、框架与复合墙协同工作模型、复合墙有效刚度等方面对其抗震性能进行了详细分析,结合相关试验给出了底部框架密肋复合墙房屋结构实用抗震设计方法和构造措施.     

大底盘双塔楼结构抗震性能研究

在高层商住楼中的应用日益增多，为了解大底盘多塔楼结构的抗震性能，研究结构抗震概念，结合实际工程，采用SATWE软件进行弹性动力时程分析，研究了落地剪力墙厚度及转换层设置高度对大底盘双塔楼结构自振特性、侧移、楼层地震作用及地震剪力的影响结果表明，落地剪力墙厚度对结构刚度贡献有限；转换层位置越高，结构抗震性能越差，     

宽肢异形柱-砌块墙结构的抗震性能试验研究

对1榀四层单跨宽肢异形柱-混凝土砌块墙组合结构在低周反复荷载作用下进行了拟静力试验研究.探讨其工作性能,破坏特征以及对其抗震性能的影响,着重分析其延性、滞回特性、骨架曲线及刚度退化等问题.研究表明:宽肢异形柱-混凝土砌块墙组合结构承载力、抗侧刚度、延性系数较宽肢异形柱框架相比有较大幅度提高,属于典型的梁铰破坏机制,符合结构抗震的多道设防原则.     

钢筋混凝土壁式框架抗震性能研究及其控制

依据“钢筋混凝土抗震结构的机构控制理论”设计了一榀两跨三层壁式框架,采用“双控连梁”同时在墙肢底部嵌入“人工塑性铰”,进行了低周反复倒三角形比例加载试验及理论分析。证明了“机构控制理论”对R.C.壁式框架的可行性,双控连梁的破坏型态由通常的剪切型变为弯曲型,其延性显著提高,最终形成梁式侧移机构,使结构吸能耗能能力得到了改善。编制了考虑刚域、轴向及剪切变形影响的壁式框架弹塑性全过程分析电算程序,采用包括刚度下降段的扩展Clough单元模型,对变形后期的大变形、结构整体延性及局部延性进行了计算,其结果与试验吻合较好。     

带缝空心钢筋砼剪力墙结构抗震性能试验研究

为了避免普通钢筋混凝土剪力墙结构自重大、刚度大、地震作用大、延性差、易于脆性破坏及破坏区域比较集中等缺点,提出了带缝空心钢筋混凝土剪力墙结构,即在普通钢筋混凝土剪力墙中设置竖向空心孔洞及竖缝.通过对此种结构(六层)1∶3.0缩尺模型的拟动力试验及拟静力试验研究,了解此种结构的破坏机理、滞回特性、延性及变形性能.试验结果表明这种结构具有良好的抗震性能.