钢筋混凝土短肢剪力墙抗震性能试验研究

采用1∶2缩尺模型,设计了6个T形短肢剪力墙试件和6个L形短肢剪力墙试件,以及2个T形普通剪力墙试件。通过低周反复加载试验,研究钢筋混凝土短肢剪力墙构件的抗震性能,并与普通剪力墙进行对比。观测了短肢剪力墙受力-变形-损伤-裂缝-屈服-破坏的全过程;分析了短肢剪力墙的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、位移延性及截面变形规律等。研究表明：T形和L形短肢剪力墙试件在水平荷载作用下,强度和刚度退化曲线呈明显的非对称特点;在开裂之后刚度退化较快;在退化过程中刚度退化速度减缓不明显,后期的刚度退化也不趋于稳定; 大偏心破坏范围内,增大轴压比可以提高试件的承载力;延性并不随轴压比一致变化,控制轴压比试件延性才能发挥到最好,减小剪跨比可增大试件延性;翼缘侧受压时的顶点位移比腹板侧受压时的要小;剪力滞后现象比较显著;破坏的主要形式为弯剪破坏;截面积相同时,T形截面比L形截面短肢剪力墙试件的承载力大,抗震性能优良;高厚比为6.5的T形短肢剪力墙试件相比其它高厚比的短肢剪力墙试件综合性能更佳。     

地震力作用角度对短肢剪力墙抗震性能的影响

通过低周反复试验研究了加载角度对"一"字形截面钢筋混凝土短肢剪力墙抗震性能的影响,加载角度为0°,25°,45°。记录了试件由开裂、屈服到破坏的整个过程,观察到不同角度加载造成的剪力墙不同的破坏模式,可以发现,短肢墙的破坏形式由弯剪破坏到弯曲破坏变化。定量分析试件的恢复力曲线(即滞回曲线和骨架曲线)、延性、耗能能力等指标发现,随着加载角度的增大,构件的极限承载力变小,极限位移、延性、耗能能力增大。     

双钢板内填混凝土T形短肢剪力墙框架结构 抗震性能研究

为了研究双钢板内填混凝土T形短肢剪力墙框架结构在水平往复荷载作用下的抗震性能,设计了19个短肢剪力墙框架试件,应用ABAQUS有限元分析软件建立了分析模型,对试件施加竖向荷载和水平往复荷载。分析了钢板厚度、墙肢肢厚比和墙肢连梁刚度比等参数对试件抗震性能的影响。结果表明:提高钢板的厚度可有效提高试件的抗震性能和延性;控制肢厚比为6～7时可有效提高试件的承载能力和抗震性能,继续增大之后影响不大;控制结构墙肢连梁刚度比为10～15时可以有效提高试件极限荷载和延性,继续增大刚度比之后,试件的极限荷载和延性均下降。     

装配式部分外包组合短肢剪力墙抗震性能试验研究

为研究装配式部分钢-混凝土组合短肢剪力墙(装配式PEC短肢剪力墙)的抗震性能,进行3个剪跨比为2. 5的装配式PEC短肢剪力墙进行拟静力试验,研究中等轴压比下装配式PEC短肢剪力墙在低周往复荷载作用下的变形能力、破坏模式,得到试件滞回曲线、骨架曲线等数据,分析承载力、延性、刚度和耗能等性能指标,对比3种构造对该类构件抗震性能的影响。试验结果表明,装配式PEC短肢剪力墙具有良好的延性和耗能能力,抗震性能良好。     

框支短肢剪力墙斜柱式转换结构抗震性能试验研究

针对框支短肢剪力墙斜柱式转换结构的抗震性能,开展了3榀斜柱式转换和1榀梁式转换试件在竖向荷载和低周水平反复荷载共同作用下的拟静力试验,对其破坏形态、承载力、滞回性能和位移延性等进行了较为系统的研究。研究表明,转换层上部短肢剪力墙肢厚比对转换梁的受力性能有重要影响;设计合理的框支短肢剪力墙斜柱式转换层结构具有较好的延性,能够形成多道抗震防线,进而获得良好的抗震性能。     

混合联肢部分外包组合剪力墙抗震性能试验研究

为满足高层建筑对抗震性能及装配性能的要求,提出一种混合联肢部分外包组合剪力墙结构。通过对一榀三层对称双肢2/3缩尺试件的低周反复加载试验,观测混合联肢部分外包组合剪力墙结构在循环荷载作用下的破坏全过程,分析试件的滞回性能、承载力、延性、刚度退化、耗能能力及连梁转动能力。研究表明:混合联肢部分外包组合剪力墙结构的滞回曲线饱满而稳定,没有明显的捏缩现象,该试件正反向位移延性系数平均值达到3.65,抗震性能及协同工作能力良好;剪切型钢连梁的损伤集中在连梁腹板处,极限塑性转角达到0.05rad;由于墙肢中部区格翼缘的设置,限制墙肢底部混凝土剪切裂缝的发展,剪力墙破坏的主要形式为弯曲破坏;钢连梁及型钢部分外包组合剪力墙均表现出优良延性和耗能能力;结构极限层间侧移角达到1/45,超过罕遇地震下规范限值要求。按照整体结构屈服时耦连比为45%设计的试件,塑性铰的发展满足"强墙肢弱连梁"的规律。基于试验结果,利用有限元软件ABAQUS进行拟静力分析,与试验吻合较好。     

页岩陶粒混凝土剪力墙抗震性能试验研究

通过5个不同高宽比、不同腹板配筋率的页岩陶粒混凝土剪力墙试件的低周反复荷载试验,研究页岩陶粒混凝土剪力墙的抗震性能及受力机理,分析页岩陶粒混凝土剪力墙破坏形态、滞回曲线、承载力、延性、耗能、刚度等。研究结果表明：页岩陶粒混凝土剪力墙具有较好的延性和受力性能;影响墙体破坏形态的主要因素是高宽比,其破坏形态与普通混凝土剪力墙及其它轻骨料混凝土剪力墙基本相似,破坏区域主要集中在距墙底墙肢宽度范围内;增大竖向配筋率有利于改善墙体的变形性能及提高墙体的承载能力;增加横向钢筋配筋率,墙体承载力并非呈比例增加。基于比拟桁架模型理论,考虑竖向分布钢筋的销栓作用,建立了页岩陶粒混凝土剪力墙斜截面承载力计算式,计算结果与试验结果吻合较好。     

一字形短肢剪力墙抗震性能的模型试验研究

为了研究一字形短肢剪力墙的抗震性能,对其进行了低周反复荷载试验研究。设计制作6片不同轴压比(0.3、0.5、0.7分别制作二组)和3片不同配筋方式的一字形短肢剪力墙模型及试验加载装置,对9片剪力墙进行了抗震性能试验。基于试验结果,对试件的破坏形态、滞回性能、位移延性、耗能能力、刚度退化等方面进行了分析,结果表明:轴压比对一字形短肢剪力墙的抗震性能影响较大,随着轴压比的增大,试件表现出明显的脆性破坏;配有X型交叉筋的短肢剪力墙的裂缝分布均匀,承载能力较高,延性较好。提出了一字形短肢剪力墙一般应采用带暗柱及X形交叉配筋形式并严格控制轴压比限值等建议。     

型钢混凝土T形截面剪力墙抗震性能试验研究

为研究型钢混凝土T形截面剪力墙的抗震性能,对3个剪跨比为2.2的T形截面剪力墙进行了拟静力试验。通过改变试件的轴压比,研究其在水平往复荷载作用下的破坏机理、滞回性能、延性以及耗能能力等。试验结果表明：T形截面剪力墙的破坏形态为无翼墙腹板端约束边缘构件底部混凝土被压碎的受弯破坏;剪力墙的滞回曲线饱满,没有明显的捏缩现象,具有良好的耗能能力;位移延性系数在2.3~4.1之间,且随轴压比的增加,剪力墙变形能力降低;在水平正负向加载时T形剪力墙刚度、承载力及延性呈非对称,翼缘受拉相对翼缘受压时承载力高,刚度大,延性小,需合理设计腹板无翼缘侧约束边缘构件,防止其受压时提早破坏。     

双钢板内填混凝土短肢组合剪力墙抗震性能试验研究

为了研究双钢板内填混凝土短肢组合剪力墙的抗震性能,进行了2层半单跨1/3缩尺试件的低周反复加载试验,分析了试件在循环荷载作用下的破坏机理、滞回性能、延性、刚度退化规律以及耗能能力。试验结果表明:双钢板内填混凝土短肢组合剪力墙滞回曲线饱满,耗能能力强,延性好,水平刚度较大;循环荷载作用下,连梁腹板首先屈服进入塑形,接着连梁两端翼缘、柱脚和剪力墙底部进入塑性;第2层连梁两端翼缘拉断,导致试件失效;剪力墙的线刚度远高于连梁的线刚度,水平荷载作用下连梁两端弯矩大,为结构的薄弱部位;为避免剪力墙自由边底部与梁连接部位发生破坏,在自由边处应设置边柱加强;试件达到峰值荷载时,顶点位移角为1/50;双钢板内填混凝土短肢剪力墙试件底层变形比2层小,耗能相对2层少;弹性范围内同一水平荷载作用下,连梁腹板的剪应变最大,边柱柱脚的正应变较大,剪力墙钢板的剪应变较小。ABAQUS 有限元分析结果与试验结果吻合较好。     

一字形型钢高强混凝土短肢剪力墙抗震性能试验研究

对6片一字形型钢高强混凝土短肢剪力墙试件进行低周反复荷载试验,研究不同型钢配置形式、不同轴压比的型钢高强混凝土短肢剪力墙的承载力、滞回特性及破坏机理。试验结果表明：格构式配钢试件和实腹式配钢试件的破坏过程相近,试件内置实腹式钢板较好地抑制了斜裂缝的发展;轴压比对两种配钢形式试件的承载力和延性影响规律一致,即随着轴压比的提高,试件承载力提高而延性下降;格构式配钢试件承载力比实腹式配钢试件略高,但实腹式配钢试件的延性更好。根据试验结果,提出型钢高强混凝土短肢剪力墙承载力计算式,与试验结果对比表明两者吻合较好。     

一字形型钢高强混凝土短肢剪力墙抗震性能试验研究

对6片一字形型钢高强混凝土短肢剪力墙试件进行低周反复荷载试验,研究不同型钢配置形式、不同轴压比的型钢高强混凝土短肢剪力墙的承载力、滞回特性及破坏机理。试验结果表明:格构式配钢试件和实腹式配钢试件的破坏过程相近,试件内置实腹式钢板较好地抑制了斜裂缝的发展;轴压比对两种配钢形式试件的承载力和延性影响规律一致,即随着轴压比的提高,试件承载力提高而延性下降;格构式配钢试件承载力比实腹式配钢试件略高,但实腹式配钢试件的延性更好。根据试验结果,提出型钢高强混凝土短肢剪力墙承载力计算式,与试验结果对比表明两者吻合较好。     

配筋砌块短肢砌体剪力墙抗震性能的试验研究

通过三片配筋砌块短肢砌体剪力墙足尺结构试件低周反复荷载试验,研究了配筋砌块短肢砌体剪力墙的破坏性质、受力性能、结构延性及耗能性能等。试验结果表明,配筋砌块短肢砌体剪力墙具有很好的抗震性能和较钢筋混凝土短肢剪力墙更好的耗能能力,可作为替代粘土实心砖砌体结构和建设小高层结构的可选结构形式之一。     

火灾后混凝土短肢剪力墙抗震性能的试验研究

通过对6榀火灾后混凝土短肢剪力墙试件和1榀未受火对比试件的拟静力试验,研究受火时间、轴压比、暗柱和暗支撑的设置对混凝土短肢剪力墙的破坏形态、承载力、刚度、延性比、骨架曲线、滞回耗能等性能的影响。利用Park损伤评价模型对受火前后短肢剪力墙的抗震性能损伤进行评估,提出一种能反映火灾高温对短肢剪力墙抗震性能损伤加大程度的评价指标。借鉴规范的常温下混凝土剪力墙抗剪承载力的计算方法,建议四周受火后混凝土短肢剪力墙抗剪承载力的计算公式。结果表明:火灾后短肢剪力墙的承载力随受火时间的增加而降低。轴压比为0.2的短肢剪力墙受明火60min、120min后,承载力较未受火时分别降低7.3%、19.6%。轴压比可提高火灾后短肢剪力墙的承载力。受明火60min后,轴压比为0.2、0.3的短肢剪力墙的承载力分别较轴压比为0.1时提高24.6%、51.7%。暗柱和X形暗支撑均可提高火灾后短肢剪力墙的刚度和耗能,但暗柱不会提高承载力,而后者对承载力有提高作用。受火前后短肢剪力墙的滞回规则明显不同。     

钢筋混凝土带暗支撑L形截面短肢剪力墙抗震性能试验研究

钢筋混凝土短肢剪力墙结构是一种新型的中高层住宅结构体系,已有较多的工程应用,但是短肢剪力墙的抗震性能较差,如何提高短肢剪力墙的抗震性能是目前工程界十分关注的问题。本文提出了带暗支撑短肢剪力墙结构,通过1/2缩尺的墙肢截面高厚比分别为5.0、6.5、8.0的3个L形截面带暗支撑短肢剪力墙和3个L形截面普通短肢剪力墙模型抗震性能试验的对比研究,分析了L形截面短肢剪力墙的破坏特征、承载力、刚度及其衰减过程、延性及滞回特性。试验表明,带暗支撑L形截面短肢剪力墙比普通L形截面短肢剪力墙的抗震性能明显提高。     

异形截面短肢剪力墙力学性能非线性分析及改进

通过对6个T形和6个L形截面短肢剪力墙试件进行拟静力试验,研究短肢剪力墙的基本受力性能和破坏模式。应用有限元软件ANSYS对试件的非线性力学性能进行分析和改进。计算和试验所得的"荷载-位移"骨架曲线比较接近,证明了模型的合理性。通过改变参数,分析了参数变化对其力学性能的影响;针对T形截面短肢剪力墙抗震薄弱部位,对其进行了力学性能改进分析。结果表明,通过在其腹板边缘约束构件内加入钢管,可以明显提高腹板的抗拉、压能力,使抗震性能得到了较好的改善。     

带约束拉杆双层钢板内填混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

提出一种带约束拉杆双层钢板内填混凝土组合剪力墙,通过对6个剪跨比为2.0、轴压比为0.6的此类剪力墙试件的低周往复加载试验,研究试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、承载力退化、刚度退化、位移延性系数和耗能等抗震性能。结果表明：带约束拉杆双层钢板内填混凝土组合剪力墙抗震性能良好,6个试件的屈服位移角平均值为1/147,极限位移角平均值为1/48,位移延性系数平均值为3.57;减小约束拉杆间距和采用梅花式布置约束拉杆的方式,能更好地对钢板和混凝土提供约束,延缓钢板局部屈曲,增大混凝土的极限变形能力,提高剪力墙承载力、延性和耗能能力,减缓承载力退化和刚度退化,改善剪力墙抗震性能。     

带螺栓连接的组合钢板联肢剪力墙抗震性能试验研究

为了研究带螺栓连接的组合钢板联肢剪力墙结构的抗震性能,对1个1∶4缩尺的5层带螺栓连接的组合钢板联肢剪力墙试件进行了恒定轴压力下的水平低周往复加载试验,分析试件在循环荷载作用下的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能能力等,得到结构的受力特征和破坏机理。研究结果表明:剪力墙墙肢以弯曲破坏为主,钢连梁以剪切破坏为主;滞回曲线无明显的捏缩效应;试件的承载力略高于理论承载力;平均延性系数为2.39,破坏时的位移角介于1.88%～1.94%之间;结构体系通过钢连梁的剪切变形和墙肢底部的塑性铰变形来耗散能量,能够明显改善带螺栓连接的组合钢板联肢剪力墙的抗震性能,实现了连梁-墙肢双重设防机制。     

螺旋箍筋约束波纹管浆锚连接装配式剪力墙拟静力试验研究

为研究螺旋箍筋对浆锚搭接节点抗震性能的影响,对2个设有螺旋箍筋约束波纹管浆锚节点的装配式剪力墙试件、1个现浇剪力墙试件开展拟静力试验并对照分析其抗震性能指标。试验数据分析表明,试件失效模式均为墙肢受弯剪作用的延性破坏。由于螺旋箍筋对搭接区核心混凝土的约束作用,装配式剪力墙试件峰值承载力较现浇试件提高3.5%,3.7%,刚度、延性及耗能和现浇试件相当,显示出等同现浇试件的可靠抗震性能。     

内置型钢桁架高强混凝土中高剪力墙抗震性能试验研究

为了研究内置型钢桁架高强混凝土中高剪力墙的抗震性能,采用不同的暗柱类型及不同的暗柱和暗支撑型钢配钢率,设计制作了3片1/4缩尺、剪跨比1.8、混凝土强度等级为C70的内置型钢桁架高强混凝土中高剪力墙试件,对其进行水平往复加载试验,比较3片高强混凝土中高剪力墙试件的受力过程、破坏形态、滞回性能、位移延性以及侧向刚度退化特征。试验结果表明:内置型钢桁架高强混凝土中高剪力墙试件的最终破坏形态主要为弯曲型破坏,相比于普通高强混凝土中高剪力墙,其位移延性以及后期侧向刚度退化都有明显改善;增加暗柱型钢配钢率能提高试件的水平承载力,但会降低延性性能;增加暗支撑型钢配钢率能显著改善试件的延性,但承载力变化不明显,说明型钢暗支撑对改善高强混凝土中高剪力墙的抗震性能更为有效。