罕遇地震作用下钢筋混凝土框架-剪力墙结构的耗能机制分析

为了确定钢筋混凝土框架 剪力墙结构在强震作用下的合理耗能机制,对多个结构算例进行多条强震记录作用下的弹塑性时程分析。通过分析总累积耗能在各类构件中的分配和各类构件耗能沿结构高度方向的分布模式,研究结构的典型耗能机制类型,讨论耗能机制与结构参数的关系,并对不同的耗能机制进行评价。结果表明,“强墙肢弱连梁”整体型耗能机制使结构具有良好的抗震性能,应作为结构耗能机制设计的目标,“强连梁弱墙肢”耗能机制则应予以避免;连梁与墙肢的相对刚度关系是影响结构耗能机制的关键因素,框架和剪力墙相对数量的改变则不会明显影响结构耗能机制。对具有小跨高比连梁的结构,建议采用连梁水平分缝措施引导结构形成“强墙肢弱连梁”耗能机制,并通过算例分析验证了该措施的有效性。     

简析高层剪力墙结构连梁的设计

高层剪力墙结构连梁的作用主要是耗能,可以促使墙肢内力得到减少,墙肢屈服得到延缓。在剪力墙结构抗震设计中,连梁是非常重要的一个组成部分,需要合理设计,提升建筑物整体的抗震性能。本文简要分析了高层剪力墙结构连梁的设计,希望可以提供一些有价值的参考意见。     

考虑连梁刚度退化的框剪结构设计

框剪结构中的连梁作为主要的抗震耗能构件,在风荷载和地震荷载的作用下,连梁的内力往往很大。在地震作用下,连梁可产生塑性变形,刚度退化,而连梁刚度的退化加大了剪力墙的负担。本文结合实际工程,介绍了连梁刚度退化后框剪结构的内力变化,提出了墙肢、连梁的截面选择和配筋包络设计。     

考虑连梁刚度退化的框剪结构设计

框剪结构中的连梁作为主要的抗震耗能构件,在风荷载和地震荷载的作用下,连梁的内力往往很大。在地震作用下,连梁可产生塑性变形,刚度退化,而连梁刚度的退化加大了剪力墙的负担。本文结合实际工程,介绍了连梁刚度退化后框剪结构的内力变化,提出了墙肢、连梁的截面选择和配筋包络设计。     

新配筋方案联肢剪力墙的有限元仿真分析

钢筋混凝土联肢剪力墙具有较好的抗震性能,是现代高层结构中常用的结构形式,而洞口连梁是墙肢之间的传力纽带,其强度、刚度和变形性能决定联肢剪力墙的抗震性能。因此设计高延性、良好塑性耗能的小跨高比连梁联肢剪力墙是国内外研究人员至今有待解决的问题之一。本文基于刘清山等人的试验研究,用ABAQUS非线性分析了沿连梁截面高度配置分层封闭箍筋,并在箍筋顶、底部纵筋靠近墙肢1/4梁高的长度范围内套上PVC套管,且墙肢底部约束边缘构件采用分段配箍、墙肢端部1/4墙宽度范围内纵筋外部套上PVC套管的新配筋方案。分析结果表明,新配筋方案不仅施工简便,结构的受剪承载力、延性和变形也有所提高。     

浅谈高层抗震结构中的连梁设计

抗震墙的设计应该保证不发生剪切破坏．也就是要求墙肢和连梁的设计符合强剪弱弯的原则．同时要求连梁的屈服要早于墙肢的屈服．而且要求墙肢和连梁具有良好的延性。     

高耦连比新型混合连肢墙结构滞回性能拟静力试验研究

为研究高耦连比对含型钢边缘构件混合连肢墙结构滞回性能的影响,进行了一个耦连比为45%的5层含型钢边缘构件混合连肢墙结构1/3缩尺模型拟静力试验。基于试验结果,从结构的承载能力、刚度退化、位移延性、耗能能力及破坏模式等方面评价了结构的抗震性能。研究表明:耦连比为45%的混合连肢墙体系在一定程度上降低了墙肢底部弯矩,钢梁的变形能力较强,各层连梁成为沿墙体全高设置的一种耗能构件,扩大了能量耗散的范围,是一种典型的多重抗震设防体系,满足了抗震设计中对于延性的要求,得到的滞回曲线为稳定的梭形。与耦连比为30%试件的试验结果对比表明,耦连比较高时墙肢裂缝分布较为分散,结构上部出现了微小的反向弯曲现象,钢连梁塑性发展更充分,对结构整体抗震性能的贡献提高。     

小跨高比连梁新配筋方案的受力性能研究

连接墙肢与墙肢的连梁是剪力墙结构中的重要耗能构件。用ANSYS9.0对沿梁截面高度配3层箍筋的小跨高比连梁的受力性能进行了非线性有限元分析,分析了连梁在反复水平荷载作用下的强度、刚度、裂缝开展情况、钢筋和混凝土的应力及应变分布规律。研究表明:小跨高比连梁配3层箍筋时,有效地约束了混凝土裂缝开展,各受力钢筋的承载力得到了充分发挥,连梁具有较好的延性和耗能能力。     

关于剪力墙结构设计的几个问题

针对住宅建筑剪力墙结构的抗震设计,探讨了剪力墙结构的平面布置、墙肢截面厚度、剪力墙约束边缘构件和连梁的设计等。     

钢筋混凝土连梁设计分析

钢筋混凝土连梁是抗震剪力墙结构重要的抗震构件,其充足的位移延性和耗能能力是保证建筑结构达到其抗震设防目标的关键,本文分析连梁的破坏的特点,提出改善钢筋混凝土连梁延性的设计方法,并对设计方法进行了分析。     

联肢剪力墙钢板组合连梁抗震性能研究

连梁作为联肢剪力墙中的重要构件,能够通过塑性变形消耗地震输入的能量,降低剪力墙肢的损伤程度,是联肢墙结构多重抗震防线设计的关键。相较于传统的钢筋混凝土连梁,在连梁中内嵌钢板更能够提高连梁的延性,获得更好的受力性能,是近年来联肢剪力墙连梁研究的热点之一。以组合连梁内嵌钢板的配钢率及其与墙肢的连接方式作为试验变量,一共设计并制作了三个组合连梁试件,通过伪静力试验研究了各试件在模拟地震作用下的力学性能,并采用DIANA软件对试验的试件建模分析,将有限元分析结果与试验结果相比较,发现二者吻合较好。     

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。     

组合联肢剪力墙中连梁设计的若干问题

提出了组合联肢剪力墙体系联系度Dc的概念,推导了其计算方法,阐述了联系度在组合联肢剪力墙概念设计中的应用,并讨论了钢连梁或组合连梁的抗震设计、连梁与钢筋混凝土墙肢连接节点的不同构造方式和设计方法.     

多层和高层钢筋混凝土房屋抗震设计简介(下)

4　钢筋混凝土抗震墙设计抗震墙由墙肢和连梁两种构件组成。设计抗震墙应遵循 强墙弱梁、强剪弱弯 "的原则,即连梁屈服先于墙肢屈服,连梁和墙肢应为弯曲屈服。与 89规范"相比, 新规范 "在抗震墙的设计方面,特别是在抗震构造措施方面,有比较大的变化,主要有：①底部加强部位的高度;②墙肢截面组合的弯矩、剪力设计值和连梁组合的剪力设计值;（3）分布钢筋的最小配筋率;③增加了抗震墙的轴压比限值;将边缘构件分为约束边缘构件和构造边缘构件。两种边缘构件的构造不同,加强了应该加强的部位,放松了可以放松的部位,使抗震墙具有…     

钢筋混凝土框架-剪力墙结构基于能量抗震设计方法的耗能需求计算与设计流程

基于“强墙肢弱连梁”合理耗能机制控制的前提,提出钢筋混凝土框架-剪力墙结构基于能量抗震设计的实施流程。基于大量钢筋混凝土框架-剪力墙结构算例的弹塑性时程分析结果,给出了钢筋混凝土框架-剪力墙结构各构件累积耗能需求的实用计算方法,包括结构总累积耗能EH,EH 在连梁、墙肢和框架梁中的分配,各类构件累积耗能沿楼层高度的分布,同层同类构件的累积耗能分配。结合合理的构件损伤评价模型,建议了钢筋混凝土框架-剪力墙结构各类构件的能力设计方法,将基于能量抗震设计方法落实到构件层次。最后,通过一个20层钢筋混凝土框架 剪力墙结构算例,说明了所建议的基于能量抗震设计方法的具体应用。与时程分析结果的比较表明,所建议方法的构件耗能需求计算结果与时程分析结果吻合较好,且偏于安全。     

钢筋混凝土框架-剪力墙结构基于能量抗震设计方法的耗能需求计算与设计流程

基于"强墙肢弱连梁"合理耗能机制控制的前提,提出钢筋混凝土框架-剪力墙结构基于能量抗震设计的实施流程。基于大量钢筋混凝土框架-剪力墙结构算例的弹塑性时程分析结果,给出了钢筋混凝土框架-剪力墙结构各构件累积耗能需求的实用计算方法,包括结构总累积耗能E H,E H在连梁、墙肢和框架梁中的分配,各类构件累积耗能沿楼层高度的分布,同层同类构件的累积耗能分配。结合合理的构件损伤评价模型,建议了钢筋混凝土框架-剪力墙结构各类构件的能力设计方法,将基于能量抗震设计方法落实到构件层次。最后,通过一个20层钢筋混凝土框架-剪力墙结构算例,说明了所建议的基于能量抗震设计方法的具体应用。与时程分析结果的比较表明,所建议方法的构件耗能需求计算结果与时程分析结果吻合较好,且偏于安全。     

连梁内设置竖向变形阻尼器的耗能剪力墙体系减震分析与设计

将钢筋混凝土联肢剪力墙在连梁跨中开缝,在缝中设置沿竖向变形的钢阻尼器,从而形成耗能联肢剪力墙体系。在强震作用下,耗能剪力墙中的阻尼器一方面适当削弱联肢剪力墙刚度以降低地震作用,另一方面阻尼器屈服后可耗散部分地震能量,从而减小墙肢及连梁的塑性损伤。将阻尼器与连梁组合为等效连梁,运用等效连续化方法对耗能剪力墙体系的刚度特性与阻尼特性进行了简化分析,对耗能剪力墙体系的减震机理进行了论证,并推导出体系关键参数的计算式。以阻尼器延性系数和联肢墙耦合比为设计控制指标,提出了该耗能剪力墙体系基于性能/需求的设计方法。设计实例表明：所提出设计方法简便可行;在参数设计合理的情况下,建议的耗能剪力墙体系具备良好的减震效果。     

剪切机制耗能端板螺栓连接组合联肢剪力墙钢连梁抗震性能试验研究

将端板螺栓连接构造引入钢-混组合联肢剪力墙中,用于连接钢连梁与混凝土墙肢。设计并制作了1组(2个)小剪跨比连梁双肢组合剪力墙试件,分别采用端板螺栓连接和传统直插式的连梁-墙肢连接构造形式,进行低周往复加载试验,以研究两种连接构造形式下钢连梁与混凝土墙肢连接试件的滞回性能、刚度与承载力退化特征以及破坏模式。试验结果表明:用端板螺栓连接代替直插式连接构造,能够有效减轻钢连梁-墙体连接区域混凝土损伤程度,屈服后非线性变形主要集中在钢连梁端部,且钢连梁能够达到美国AISC 341-05规范要求的0.08 rad非线性转角限值,充分发挥滞回耗能作用,刚度、承载力退化不明显,延性好,与传统直插式钢连梁-墙肢连接具有相同甚至更好的抗震性能。     

小跨高比连梁新配筋方案的混凝土强度影响分析

连接墙肢与墙肢的连梁是剪力墙结构中的重要耗能构件。文章用ANSYS9.0在对新配筋方案小跨高比连梁的非线性有限元分析的基础上,对影响小跨高比梁性能的主要参数进行了分析,探讨了混凝土强度等级对小跨高比连梁承载力和变形的影响。研究表明：混凝强度等级对小跨高比连梁的承载力和变形能力的影响较为显著;小跨高比连梁提高承载力都是以降低延性为代价的。     

剪力墙连梁设计初探

连梁作为剪力墙结构抗震设计中的主要耗能构件,其设计的合理性直接影响到建筑物抗震性能的优劣。探讨了连梁受力与变形机理,结合工程实例提出了连梁实用的计算模型,对连梁超筋问题提出了相应的解决办法,从中得出的设计经验可为同类工程设计提供参考。