内嵌CCA板填充墙对钢框架结构受力性能的影响

为了研究蒸压无石棉纤维素纤维水泥板(CCA板)填充墙对钢框架结构受力性能的影响,对纯框架和带CCA板填充墙钢框架进行了低周往复加载试验,并利用有限元软件ABAQUS进行了模拟分析。根据试验及有限元模拟结果对带CCA板填充墙钢框架的承载能力、抗侧刚度和耗能能力等抗震性能指标进行了分析。结果表明:在低周往复荷载作用下,CCA板填充墙提高了钢框架结构的承载能力、抗侧刚度;CCA板填充墙参与了钢框架结构的滞回耗能,带CCA板填充墙钢框架的累积耗能能力明显优于纯框架;与纯框架相比,带CCA板填充墙钢框架的初始刚度有所提高;当位移角达到某一限值时,CCA板填充墙的损坏会引起钢框架结构的刚度发生突变,钢框架结构非弹性设计不应考虑CCA板填充墙对钢框架结构刚度的提高作用;所得结论可为带CCA板填充墙钢框架的工程应用提供参考。     

无浆填充墙框架抗震性能拟静力试验研究

为降低由于填充墙而出现的刚度增大效应，提升无浆填充墙框架整体耗能能力，设计了一种无砂浆填充墙框架结构，进行了无浆填充墙框架、有浆填充墙框架与相应RC纯框架结构的拟静力试验，比较了不同填充墙结构形式下的骨架与滞回曲线、刚度、强度退化曲线及耗能能力。研究结果显示：无浆填充墙框架结构在弹性阶段耗能良好，附加给框架结构的刚度很小；在强度退化方面，无浆填充墙框架结构较有浆填充墙框架结构好；无浆填充墙框架结构具有良好的抗震性能。     

钢框架-聚苯颗粒混凝土灌注墙抗侧力试验研究

保温装饰一体化聚苯颗粒混凝土灌注墙是适用于钢框架结构的一种外围护墙体。对填充了保温装饰一体化聚苯颗粒混凝土灌注墙体的钢框架结构和无填充墙体的框架结构进行了低周反复荷载下的试验研究和对比分析。试验结果表明:钢框架-聚苯颗粒混凝土灌注墙有良好的抗水平地震能力和耗能能力,其承载能力和侧向刚度显著提高,在相同变形时,能量耗散系数比无填充墙框架结构提高约75%。对2个试件进行了有限元分析,并与试验结果进行对比,两者吻合较好。     

无浆填充墙框架拟静力试验研究

为提高填充墙框架结构整体耗能能力,同时降低由填充墙引起的“刚度效应”,提出了新型的无浆填充墙框架结构并进行了材性及拟静力试验。在材性试验中得到了无浆和有浆砌块抗压及通缝抗剪强度和钢筋混凝土的材料特性;在拟静力试验中将无浆及有浆填充墙框架与相应的钢筋混凝土纯框架对比得到了不同填充墙形式下框架结构的破坏过程及形态、结构滞回曲线,分析了新型无浆填充墙框架的受力机理。研结果究表明：无浆填充墙在框架弹性工作状态下耗能良好,并且对框架结构附加刚度很小,该结构形式抗震性能良好。     

阻尼填充墙钢框架抗震性能试验研究

为研究带阻尼填充墙钢框架的抗震性能,设计了足尺的阻尼填充墙钢框架、普通填充墙钢框架试件和空钢框架试件各1榀,对试件进行了低周反复荷载试验。对比分析了不同试件在低周反复荷载作用下的破坏现象、滞回性能、骨架曲线、刚度退化和耗能能力等。试验结果表明：阻尼填充墙钢框架在相同的荷载作用下墙体的开裂程度比普通填充墙的轻,墙体开裂荷载有一定提高;耗能砂浆和阻尼层起到耗散地震能量的作用,阻尼填充墙钢框架具有良好的位移延性;相对于普通填充墙钢框架墙体形成的“X”剪切裂缝,阻尼填充墙钢框架的墙体裂缝被阻尼层隔断,改变了填充墙的破坏模式;耗能砂浆和阻尼层改变了填充墙的内力分布和裂缝开展方式,提高了阻尼填充墙钢框架的抗震性能。因此,耗能砂浆和阻尼层对填充墙钢框架的受力模式、滞回性能、延性等抗震性能有利,可作为结构设计时参考应用。     

外挂式和内嵌式ALC墙板钢框架结构的滞回性能试验研究

介绍了三榀钢框架及六榀带ALC墙板钢框架结构的水平静力及低周反复加载试验 ,研究了ALC墙板对钢框架结构承载力和刚度的影响 ,得到了横排外挂、竖排外挂和竖排内嵌ALC墙板钢框架结构的滞回性能。并在试验中发现 ,三种连接方式的ALC墙板和钢框架之间的连接性能很好 ,其中内嵌式ALC墙板对于墙体和框架之间的共同工作起了很大作用。在试验研究的基础上 ,给出了带ALC墙板钢框架结构的设计建议。     

加气混凝土砌块填充墙钢框架抗剪性能有限元分析

利用ABAQUS有限元软件,对一榀钢框架和一榀加气混凝土砌块填充墙钢框架的抗剪性能进行对比分析,在此基础上对加气混凝土砌块填充墙钢框架的抗剪性能进行参数分析。对比分析结果表明加气混凝土砌块填充墙钢框架是一种较好的抗侧力结构体系,其初始刚度和抗剪承载力均明显高于纯钢框架;参数分析结果表明框架柱轴压比、墙体高厚比和墙体开洞率是影响加气混凝土砌块填充墙钢框架抗剪性能的主要因素。对未开洞加气混凝土砌块填充墙钢框架初始刚度的理论计算公式进行了推导,其计算结果与有限元分析较为吻合。     

经历平面外损伤的柔性连接填充墙框架结构平面内抗震性能试验研究

为研究墙体构造措施和墙-框连接方式对砌体填充墙框架结构抗震性能的影响，设计制作了1榀空框架、2榀部分柔性连接和2榀全部柔性连接填充墙框架试件，然后在平面外单调静力加载试验的基础上进行了平面内水平低周往复荷载试验，最后结合试验结果对各试件的抗震性能进行综合分析和对比。试验和分析结果表明：墙-柱刚性连接的部分柔性连接方案对结构平面内及平面外水平承载力和初始刚度有利，但从变形能力和延性角度来看，墙-柱柔性连接更有利；全部柔性连接条件下，通过增强填充墙构造可以实现填充墙框架结构平面内及平面外综合抗震性能的改善，其中“井字梁”形式的填充墙构造方案综合抗震性能最优，且有利于降低平面外损伤对平面内抗震性能的影响。     

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。     

摇摆填充墙-框架结构抗震性能研究

针对钢筋混凝土框架在地震作用下因形成薄弱层而倒塌的情况，提出了一种摇摆填充墙-框架结构。该结构中，现浇混凝土墙板与周围梁柱组成刚性填充墙，墙体两侧框架柱与基础接触但不连接，允许柱底抬起以实现刚性填充墙摇摆。与传统外置附加摇摆墙-框架结构相比，该摇摆填充墙-框架结构能有效避免摇摆墙对建筑功能的影响，简化摇摆墙与框架之间的连接。采用静力弹塑性推覆分析，对比了摇摆填充墙-框架结构与普通框架结构的性能差异。分析结果表明，摇摆填充墙能提高结构的侧向承载力，改善框架的延性。摇摆填充墙使框架结构的剪力分布更加均匀，能够有效控制框架的变形模式，有利于实现材料性能的充分利用。     

钢板带加固砖填充墙RC框架抗震性能试验研究

为研究钢板带加固砖填充墙RC框架的抗震性能,设计了缩尺单层单跨的纯RC框架1个、砖填充墙RC框架1个以及钢板带加固砖填充墙RC框架2个,考虑砂浆强度的影响,并对钢板带施加一定的预应力。基于低周往复荷载试验,对比分析了不同类型框架的破坏过程、滞回曲线、骨架曲线、刚度、延性和耗能能力。结果表明：钢板带加固砖填充墙RC框架可提高其承载力与耗能能力,但位移延性系数略有下降;钢板带加固基本不影响砖镇充墙RC框架的初始抗侧刚度,但是在层间位移角为1/100~1/50时,割线刚度可以提高24.6%~31.9%;螺栓孔对水平灰缝的削弱会影响填充墙的破坏形态;砂浆强度的提高会增加钢板带加固砖填充墙RC框架的初始抗侧刚度、峰值荷载与耗能能力。此外,提出了预应力钢板带加固砖填充墙RC框架的水平承载力计算方法,具有较好的预测精度。     

钢框架结构与墙体(板)共同作用的研究

从钢框架与墙体(板)共同作用的几种简化计算模型入手,介绍国内外对钢框架与各类墙体(板)共同作用的研究成果,并侧重总结墙体(板)对钢框架的抗侧刚度和抗侧承载力的影响;对新型钢框架墙体(板)的研发与应用进行展望。     

不同连接方式下新型砌体填充墙框架结构的抗震性能

试验设计了4榀足尺框架结构,其中1榀为空框架,3榀为带新型横孔空心砌块砌体填充墙,带填充墙框架试件分为刚性连接试件和柔性连接试件2种。对各试件在恒定竖向力和水平低周反复荷载作用下的抗震性能进行试验,研究了框架在不同连接形式下的破坏特征、滞回特性、骨架曲线、位移延性、刚度退化、强度退化、耗能能力。结果表明:柔性连接试件抗震性能介于空框架和刚性连接试件之间,框架梁和填充墙采用拉结筋连接试件的抗震性能相对于未设置拉结筋试件有所改善,但提高幅度有限。     

喷涂保温材料冷弯薄壁型钢组合墙体抗震性能试验研究

喷涂保温材料冷弯薄壁型钢组合墙体是在冷弯薄壁型钢骨架区格内设置聚苯乙烯泡沫板,并在骨架外侧喷涂轻质保温材料制成。通过对1个冷弯薄壁型钢骨架试件和2个喷涂保温材料冷弯薄壁型钢组合墙体试件的低周反复加载试验,分析了试件的受力过程和破坏形态,研究了试件的滞回曲线、骨架曲线、承载能力、抗侧刚度以及延性等力学特征,并将试验结果与已有的两侧挂板冷弯薄壁型钢组合墙体的试验数据进行了对比分析。研究结果表明：冷弯薄壁型钢骨架的节点刚度较弱,承载能力较低,不宜单独作为抗侧力构件;与两侧挂板冷弯薄壁型钢组合墙体相比,轻质保温材料的连续喷涂使得组合墙体更具整体性,其承载能力和抗侧刚度显著增加,并具有良好的抗震性能。     

砖填充墙加固前后钢筋混凝土框架的刚度与承载力

通过低周反复加载试验与分析,研究了填充墙框架与填充墙加固后框架的初始刚度、刚度衰减规律和承载力计算方法。试验与分析结果表明,填充墙能大幅度提高框架的初始刚度,双面和单面夹板墙加固填充墙能使填充墙框架的初始刚度分别约提高1倍和0.5倍,而碳纤维布加固填充墙基本上不能提高框架的初始刚度。填充墙加固后框架的填充墙刚度衰减速度比未加固的填充墙框架有所减小。建议的填充墙框架与填充墙加固后框架的承载力计算公式与试验结果吻合良好。     

轻质脱硫石膏改性材料填充冷弯型钢组合墙体抗震性能试验研究

为研究轻质脱硫石膏改性材料填充冷弯型钢组合墙体的抗震性能,对5片轻质脱硫石膏改性材料填充冷弯型钢组合墙体的足尺试件进行低周反复加载试验。研究该类墙体的破坏机理、承载力及抗侧刚度、滞回性能、延性及变形、耗能性能等。试验结果表明：填充墙体内填石膏分块形成斜向受压带,发挥其抗侧力功能,最终以各块填充物与墙架立柱之间的黏结滑移破坏以及轻质石膏块角部的受压破坏为主要破坏特征;较空腔墙体,填充墙体的受剪承载力和抗侧刚度均有大幅度提高,受剪承载力提高了55%~88%,抗侧刚度提高了142%~217%;随着填充材料强度的提高,墙体的抗侧刚度和受剪承载力逐步提高,但其提高幅度低于材料强度的提高幅度。     

半刚性连接钢框架-非加劲钢板剪力墙结构性能研究

半刚性连接钢框架-非加劲钢板剪力墙结构弥补了传统抗弯钢框架侧向刚度不足的缺点,为采用更加经济的半刚性节点提供了可能。为研究不同梁柱连接刚度对双体系结构抗震性能的影响,完成了3个单跨两层不同梁柱连接刚度试件的水平低周往复加载试验研究,系统分析了三者的整体性能和破坏模态,拟从承载力、刚度、延性、耗能、整体性能和节点性能六个方面对双体系的节点刚度与墙体的匹配效果进行评价。结果表明:在半刚性框架内设置钢板墙能较大程度提高结构的极限承载力与侧向刚度;结构具有理想的屈服顺序,内填板在加载初期非常有效。屈服区域延伸至整个墙体时,附加荷载将基本上由边缘构件承担,试件破坏主要由内填板的屈服和框架柱的弯扭失稳控制;节点刚度退化小,且内填板的设置缓解了节点区自身的延性要求,梁柱连接形式对试件的抗侧刚度和整体强度的影响不大,降低连接刚度有利于提高试件延性和耗能能力。     

Seismic behavior analysis for composite structures of steel frame‐reinforced concrete infill wall

The composite structure of steel frame–reinforced concrete infill wall (CSRC) combines the advantages of steel frames and reinforced concrete shear walls. Reinforced concrete infill walls increase the lateral stiffness of steel frames and reduce seismic demands on steel frames thus providing opportunities to use partially restrained connections. In order to study seismic behavior and load transfer mechanism of CSRC, a two‐story one‐bay specimen was tested under cyclic loads. With that, the main characters such as, strength, stiffness, ductility, energy dissipation, load distribution, performance of steel frames, partially restrained connections and studs, are analyzed and evaluated. The experimental results show that the structure has adequate strength redundancy and sufficient lateral stiffness. The CSRC system has good ductility and energy dissipation capability. Partially restrained connections could enhance ductility and avoid abrupt decreases in strength and stiffness after the failure of infill walls. The composite interaction is ensured by headed studs, which have failed because of low‐cycle fatigue. Steel frames bear 80%–100% of overturning moments, and the remainder is undertaken by infill walls; steel frames and infill walls resisted 10%–20% and 80%–90% of lateral loads, respectively. Furthermore, relevant design recommendations are presented. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

不同连接方式砌体填充墙钢筋混凝土框架抗震性能试验研究

填充墙的构造形式对框架结构的抗震性能影响较大。试验设计了7榀足尺的单层单跨钢筋混凝土框架,其中6榀为带加气混凝土砌块填充墙框架,1榀为空框架,对其进行低周反复荷载作用下的抗震性能试验。填充墙与框架的连接方式采用柔性连接和刚性连接两种。柔性连接填充墙的变化参数主要包括构造柱的构造形式和数量、框架柱中拉结筋的设置与否和填充墙上设置竖向缝的数量。分析了不同填充墙构造形式框架的破坏特征、荷载 位移滞回曲线、骨架曲线、位移延性系数、刚度退化、耗能能力。结果表明：柔性连接填充墙框架的抗震性能介于刚性连接填充墙框架和空框架之间;对于柔性连接填充墙框架,填充墙的构造措施对框架结构的抗震性能有一定的影响,但影响不大。