带肋箱板式钢结构住宅底部加强区墙体抗震性能试验研究

提出一种带加劲肋和混凝土约束面板的组合钢板墙,主要应用于箱板钢结构装配式住宅底部加强区。设计制作了2个1/3比例的钢板墙试件,1个为带竖向加劲的钢板墙,1个为带竖向加劲和混凝土约束面板的组合钢板墙,并进行了低周反复加载试验。研究了试件的破坏过程、破坏模式、承载力、变形性能等,重点分析了混凝土约束面板对试件抗震性能的影响。试验结果表明:带竖向加劲钢板墙试件的破坏始于钢板和加劲肋的屈曲,组合钢板墙试件的破坏始于钢板的屈曲和混凝土板产生裂纹;最终破坏时,带竖向加劲肋的钢板墙上形成稀疏的大尺寸交叉拉力带,而组合钢板墙则是在加劲肋与螺栓围成的小区格内形成"棱台"状交叉拉力带;相比于只带竖向加劲肋的钢板墙,组合钢板墙承载力更高,延性更好,滞回曲线相对饱满,耗能能力更强,抗侧刚度和承载力退化更缓慢。     

箱板式钢结构住宅底部加强区的单片组合墙体有限元分析

提出一种既能承压又能抗剪的新型组合钢板墙,通过有限元软件ABAQUS分析其与普通钢板墙、带竖向加劲肋钢板墙在水平往复荷载作用下的承载力和滞回性能的异同点;着重分析螺栓间距、混凝土板厚度、钢板高厚比、钢板与混凝土板间隙和竖向荷载对组合墙承载力和滞回性能的影响。分析结果表明:组合钢板墙中加劲肋和混凝土板的存在有效抑制了钢板的平面外屈曲变形,提高了承载能力和滞回性能;螺栓间距越小,承载能力和滞回性能越好;混凝土板厚度越大,滞回性能越好;钢板高厚比越小,承载能力和滞回性能越好;钢板与混凝土板间隙对承载能力和滞回性能影响很小;竖向荷载越大,延性越差,耗能能力越强。     

箱板式钢结构住宅底部加强区组合加劲钢板墙抗震性能分析

箱板式钢结构是一种直接采用加肋钢板作为承重墙和楼板的箱式结构.为提高加劲钢板墙(SSPW)的抗震性能,在墙体外侧设置网格加劲板构成组合加劲钢板墙(CSPWs).进行了3个1/3缩尺比例的加劲钢板墙试件的拟静力试验,研究参数包括是否设置网格加劲板、网格加劲板与墙体钢板之间能否相对滑动.分析了加劲钢板墙试件的破坏过程、破坏...     

箱板式钢结构住宅底部加强区组合钢板墙抗震性能试验研究

带混凝土约束面板的组合钢板墙具有合理的破坏模式和良好的抗震性能,可用于箱板式钢结构住宅的底部加强区。在前期有限元分析和试验研究的基础上,设计制作了2个1/3比例的组合钢板墙试件,并进行了低周反复试验。研究了试件的破坏过程、破坏模式、承载力、变形性能等,重点分析了螺栓间距、加劲肋的布置方式等对试件抗震性能的影响。试验结果表明:加劲肋的设置会明显改变钢板墙的破坏模式和抗震性能,即未设置L型加劲肋的组合钢板墙,破坏时只在T型加劲肋两侧形成明显的交叉拉力带,且试件的承载力较低,滞回曲线捏缩严重,耗能能力相对较差;增大螺栓间距的组合钢板墙,破坏时只在中部两排螺栓间形成明显的交叉拉力带,且试件的承载力下降,延性也降低,耗能能力相对较差。提出了箱板式钢结构底部加强区墙体设计的建议。     

箱板式钢结构住宅底部加强区组合钢板墙有限元分析和抗剪承载力计算式

为了建立箱板式钢结构住宅底部加强区组合钢板墙的抗剪承载力计算式,在前期试验研究的基础上,设计了16个模型试件,对影响组合钢板墙抗剪承载力的关键参数进行了有限元分析,探讨了钢板墙的高厚比、肋板刚度比等对组合钢板墙抗震性能的影响规律,分析了试件的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、承载力和刚度退化等。结果表明:墙板的高厚比越大,钢板越容易产生面外屈曲形成拉力带,滞回曲线捏缩越明显,屈服承载力和极限承载力越低。高厚比越小,组合钢板墙的抗侧刚度越大,但在受力后期,刚度退化速度较快。肋板刚度比对初始弹性刚度和滞回性能的影响不明显。基于分析结果,提出了组合钢板墙的合理破坏模式,并通过参数分析和回归分析,得到了组合钢板墙的抗剪承载力计算式。算例分析表明:所提计算式可用于计算组合钢板墙的抗剪承载力。     

箱板式钢结构住宅模块单元受力机理的有限元分析

箱板式钢结构是一种新型装配式结构体系,其借鉴了船舶上层建筑的设计理念。采用数值方法对两层箱板式钢结构住宅模块单元在水平单调荷载作用下的破坏机理及其极限承载力进行研究,提出模块单元角部加强的措施,分析了墙板高厚比、扶强材与墙板截面模量比以及墙板所受竖向荷载F与受压墙板截面总面积A和材料屈服应力fy乘积之比(F/(Afy))等关键参数对角部加强后模块单元极限承载力的影响,分析证明扶强材提高了角部加强后模块单元极限承载力,扶强材的破坏导致模块单元承载力急剧下降,截面模量比越大,下降段越缓慢。另外,在低周往复荷载作用下,对比了角部加强前后模块单元的滞回性能,同时也对比了角部加强后去掉与未去掉扶强材的模块单元的滞回性能,通过分析表明,角部加强措施能提高模块单元极限承载力,且显著改善模块单元的耗能能力。     

带洞口的箱板式钢结构模块单元抗震性能试验研究

前期有限元分析和试验研究表明,箱板式钢结构空间模块单元具有良好的抗震性能。实际工程中,由于建筑的使用功能需求,在箱板结构的墙体上需要开设门洞或窗洞。为此分别选取了典型门窗洞口的尺寸,设计制作了2个带洞口的三层单开间箱板式钢结构空间模块单元试件,并进行了拟静力加载试验。研究了试件的破坏过程、破坏模式、承载力、滞回性能等,重点分析了不同开洞面积和洞口位置对空间模块单元抗震性能的影响。研究表明:洞口的存在改变了试件的破坏模式,试件破坏始于洞口角部撕裂,最终破坏时试件四角撕裂或压屈;洞口位置对试件破坏模式也有影响,即开有窗洞的试件三层屈曲比较均匀,而开有门洞的试件拉力带主要发生在上层和下层。与无洞口试件相比,洞口的存在会降低试件的初始刚度和承载力;在后续加载过程中,有洞口试件的延性性能也有所提高;洞口面积越大,其承载力越低,而延性越好,耗能系数越大;最后提出了箱板式钢结构模块单元结构的设计建议。     

角部加强的箱板式钢结构模块单元抗震性能试验研究

箱板式钢结构是一种可快速装配的新型结构体系,其设计理念来源于船舶上部建筑结构。在前期有限元分析的基础上,设计制作了2个三层单开间箱板式钢结构空间模块单元试件,并进行了拟静力加载试验。研究了试件的破坏过程、破坏模式、承载力、滞回性能等,重点分析了有无角部加强构造措施对试件抗震性能的影响。研究表明:箱板式钢结构空间模块单元的破坏始于试件角部屈曲,其最终破坏时模块单元的角部撕裂、墙板屈曲,模块结构具有较高的承载力和良好的耗能能力;模块结构中的角部加强构造措施起到了类似传统钢板剪力墙中框架柱的作用,使钢板墙拉力带发育更充分,且在一定程度上使钢板墙利用了屈曲后强度;角部加强构造措施提高了试件的极限承载力,改善了试件延性性能和耗能能力;角部加强构造措施对箱板式钢结构而言是一种有效的抗震性能提升措施。     

箱板式钢结构住宅模型振动台试验设计

箱板式钢结构是一种新型装配式结构体系,为研究其在地震作用下的抗震性能,在中国地震局工程力学研究所对箱板式钢结构住宅进行了1/10的模型振动台试验。详细介绍了该箱板式钢结构住宅结构体系的特点、振动台试验模型材料的选取、运用一致相似率确定动力相似关系以及试验方案的设计。模型配重设计分别采用人工质量模型、忽略重力质量模型、欠人工质量模型三种计算方法。计算表明,采用欠人工质量模型是可行的。另外,针对钢板较薄、模型施工困难的特点,采用了结构胶粘结的方法。     

密肋复合墙体的抗震性能对比分析

结合密肋复合墙体的斜截面抗剪和正截面受弯两组试验结果,对比分析密肋复合墙体的两种典型破坏模式,探讨二者的破坏机理,研究分析不同破坏模式下墙体的承载能力、延性等抗震性能。结果表明:剪切型破坏的墙体,能够按照"砌块—肋梁、肋柱—外框柱"的顺序依次发挥主导作用,具有多道抗震防线,属于有利的破坏模式;弯曲型破坏的墙体,外框柱先于墙板在柱脚发生拉压破坏,而墙板无明显破坏迹象,不易形成合理的破坏机制,属于不利的破坏模式。发生剪切破坏的墙体的延性和变形能力明显优于受弯试验中的墙体,故在设计中应保证边框柱与复合墙板之间刚度的合理匹配。最后推导出密肋复合墙体的正截面压弯承载力计算公式,并给出大小偏压的判断。     

带门洞加强肋复合墙体抗震性能及抗侧刚度影响因素研究

制作了1榀开门洞1/2比例的加强肋复合墙体模型,进行伪静力抗震试验,对墙体中钢筋应变进行分析,研究墙体各部件的受力性能,探究在低周反复荷载作用下带门洞加强肋复合墙体的破坏模式、承载力、滞回及耗能能力、延性、刚度退化等抗震性能,并与标准不开洞墙体的抗震性能进行对比。在试验研究的基础上,建立不同门洞参数的有限元数值模型,探究门洞位置、肋柱截面及肋柱配筋率的改变对加强肋复合墙体抗侧刚度的影响。结果表明:带门洞加强肋复合墙体按照砌块-肋梁-外框的顺序依次破坏,破坏模式以剪切型破坏为主;相比无洞口加强肋复合墙体,带门洞墙体抗侧刚度等抗震性能明显较差;相同门洞尺寸情况下,门洞居中时加强肋复合墙体抗侧刚度相对较大;洞边加强肋柱对开门洞墙体的抗侧刚度提升显著,但其提升作用随着门洞肋柱截面的增大而逐渐减弱;增大加强肋柱配筋率对墙体抗侧刚度提高不明显。     

带底部薄弱层住宅结构抗震设计

结合工程实例,在7度地震区底层高度为6.6m的8层板式住宅的底层及房屋两端适当布置抗震墙,形成竖向非连续框架-抗震墙结构体系.对该结构体系进行了多遇地震作用下的抗震性能计算评估和罕遇地震作用下的弹塑性时程分析.计算分析结果表明,采用该框-墙结构体系有效提高了结构底层的侧向刚度和房屋的整体抗扭刚度,消除了结构底部薄弱层,改善了结构的抗震性能,可满足规范规定的三水准抗震设防要求.     

现砌加强肋生态复合墙体抗震性能试验研究

为了便于生态复合墙体的进一步推广,在前期大量试验基础上,通过对1/2比例现砌加强肋生态复合墙体（XQCW-1）模型在低周反复荷载作用下的抗震试验,研究改变施工工艺后生态复合墙体的承载力、刚度、变形等抗震性能,并与标准密肋生态复合墙体（ECW-1）的受力特性作对比分析。试验结果及理论研究表明：现砌加强肋生态复合墙体在承载...     

承重开洞墙体抗震性能的有限元分析

通过建立不同构造措施下的开洞墙体有限元分析模型,对其计算结果进行分析,研究开洞墙体在水平配筋方案和混凝土水平配筋条带方案下的破坏特征。并对墙体在不同竖向力作用下两种构造措施方案抗震性能进行比较得出了相应的结论。     

浅谈钢结构住宅的抗震性能

本文对我国当前钢结构住宅形式做了一简要分析，并对钢结构住宅的抗震性做了简要介绍，通过大力发展钢结构住宅，从而可以有效地避免和减少突发地震给人民造成重大人员伤亡和财产损失。     

新型钢结构节点抗震性能有限元分析比较

在地震力的作用下 ,钢结构框架的梁柱节点发生脆性破坏的原因 ,一方面是由于节点设计不够合理 ,另一方面则是由于施工过程中遗留在节点内的一些缺陷所造成的。以弹塑性断裂力学为理论基础 ,用三维有限元的方法 ,对4种含有“人工裂纹”的节点进行了分析比较。计算了这些节点在不同荷载水平下的J积分 ,比较了各种改进方法对提高节点力学性能的作用     

试论多高层钢结构住宅抗震性能

主要就住宅钢结构展开论述,通过分析多高层住宅钢结构的框架基础及其抗震分析的基本方法,围绕其具体模型展开研究,推动多层钢结构实现进一步发展,提高建筑的抗震性和整体性能。     

全悬空板式钢结构旋转楼梯受力性能有限元分析

对于不符合国标图集15J401《钢梯》适用条件的旋转楼梯,通常其构件截面尺寸、节点及反力等均不能直接从图集中查到,使用常规设计分析就显得力不从心。因此,本文以某工程需要增建的一座大跨度全悬空式高层钢结构旋转楼梯为研究对象,根据板壳有限元理论建立了有限元模型,在静荷载作用下对其整体强度和变形进行了计算分析。计算结果验证了旋转楼梯结构设计的正确性,并基于此对楼梯的外观和结构提供了设计指导。文中提供的实例有限元分析可为类似工程提供一定的借鉴参考。     

框架-支撑钢结构抗震性能的有限元分析

近年来,我国的大中城市相继出现了大批的中高层钢结构建筑。框架一支撑结构体系作为中高层的一种结构形式被广泛采用。本文运用大型通用有限元软件ANSYS,采用三维建模,对-9层框架-支撑钢结构建筑进行了抗震性能的计算分析,分析包括模态分析、反应谱分析、弹性刀单塑性时程分析,分析结构在地震作用下的横向变形和支撑随地震波的内力响应情况等。研究成果可以为类似工程提供借鉴。     

保温墙体抗震承载能力有限元分析

应用有限元软件ANSYS建立二层网格墙体承重结构模型,分析在天津波和EL Center波地震加速度作用下结构的顶点位移和层间位移角,并借鉴现有规范计算结构在地震作用下的受剪承载力,得出承载力计算公式。