低屈服点钢板剪力墙抗震性能研究

在低屈服点钢板剪力墙体系中,内嵌钢板使用低屈服点钢,周边框架使用普通钢材。采用数值方法研究低屈服点钢板剪力墙在单调荷载作用下的抗剪性能和在反复周期荷载作用下的滞回性能。对内嵌钢板的屈服强度和高厚比进行参数分析,用于研究其对结构抗震性能的影响;分析显示低屈服点钢板剪力墙有很好的变形能力和耗能性能且能减小对主框架的影响。     

低屈服点LYP160钢材本构关系研究

为了研究低屈服点钢材LYP160的本构行为并提出循环本构模型,进行了此种钢材的循环加载试验,研究其受力性能,包括单调受力性能、滞回性能、破坏模态及耗能能力等。利用Ramberg-Osgood模型,得到材料骨架曲线。采用Chaboche模型,确定了循环本构模型的关键参数,利用此模型预测低屈服点钢板剪力墙结构的滞回行为。结果表明:低屈服点钢材LYP160虽然初始屈服点低,但其抗震性能较好,延性约为普通钢材及高强度钢材的2.3~2.8倍;能量耗散系数在3.6左右,耗能能力明显高于普通钢材和高强度钢材,提高幅度约30%,LYP160钢材具有显著的单调及循环强化性能,具有较高的承载能力,其滞回特性包含了各向同性强化与随动强化两种特征,其中各向同性强化行为具有控制作用,这与普通钢材及高强度钢材有明显的区别。     

Constitutive behavior of low yield point steel LYP160

为了研究低屈服点钢材LYP160的本构行为并提出循环本构模型,进行了此种钢材的循环加载试验,研究其受力性能,包括单调受力性能、滞回性能、破坏模态及耗能能力等。利用Ramberg-Osgood模型,得到材料骨架曲线。采用Chaboche模型,确定了循环本构模型的关键参数,利用此模型预测低屈服点钢板剪力墙结构的滞回行为。结果表明：低屈服点钢材LYP160虽然初始屈服点低,但其抗震性能较好,延性约为普通钢材及高强度钢材的2.3~2.8倍;能量耗散系数在3.6左右,耗能能力明显高于普通钢材和高强度钢材,提高幅度约30%,LYP160钢材具有显著的单调及循环强化性能,具有较高的承载能力,其滞回特性包含了各向同性强化与随动强化两种特征,其中各向同性强化行为具有控制作用,这与普通钢材及高强度钢材有明显的区别。     

面内荷载作用下低屈服点钢板剪力墙的试验研究

进行面内荷载作用下低屈服点钢板剪力墙的试验研究。在低屈服点钢板剪力墙结构中,钢板墙采用低屈服点型钢,而边缘框架采用高强型钢。分析了面内单调荷载作用下,低屈服点型钢墙的非线性剪切屈曲性能及宽厚比的影响。对多层低屈服点钢板剪力墙进行滞回性能试验,研究刚度、强度、变形及耗能性能。结果表明:低屈服点钢板剪力墙具有优越的变形及耗能能力,侧向荷载作用下,其层间位移角能超过5%。     

装配式混凝土剪力墙的受力性能的有限元分析 ——螺栓-钢板机械连接方式

为研究装配式混凝土剪力墙节点抗震性能,本文选取了一种新型螺栓-钢板连接方式,采用有限元软件ABAQUS,建立了螺栓-钢板接缝连接的装配式混凝土剪力墙精细化有限元模型,并对比了其与现浇剪力墙在低周往复荷载下的受力性能.结果表明:在相同尺寸、配筋和加载条件下,螺栓-钢板连接装配式混凝土剪力墙与现浇剪力墙都拥有较大的延性系数,其抗震性能等同于现浇剪力墙.此外,螺栓-钢板连接作为一种新型装配式剪力墙接缝连接方式在实际工程中的应用会越来越广泛,符合我国大力扶持的建筑工业化国情.     

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。     

装有低屈服点剪切耗能板的曲线桥抗震性能分析

低屈服点剪切耗能板是一种具有优良滞回性能的减震耗能装置,在地震荷载作用下,通过自身的滞回变形来耗散地震作用产生的能量,从而减轻甚至避免主体结构的损坏。介绍并分析了低屈服点剪切耗能板的工作原理及其减震性能,并以一座三跨高墩曲线连续刚构桥为例,研究了低屈服点剪切耗能板对曲线桥抗震性能的影响。结果表明:低屈服点剪切耗能板作为一种性能良好的耗能装置,安装在高墩曲线连续刚构桥上,可以体现出优异的耗散地震能量的特性。     

内置钢板钢筋混凝土剪力墙抗震性能研究

设计16个内置钢板钢筋混凝土剪力墙(简称SPRCW)试件,进行低周反复加载试验研究。根据试验现象与试验数据得到的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、等效粘滞阻尼系数等参数,从强度、变形和能量等三个方面判别和评定试件的抗震性能;比较不同参数如高宽比、墙体厚度、钢板厚度等条件下试件的工作性能;研究细部构造措施如拉结筋和钢板上焊接栓钉等对于剪力墙受力破坏特征以及抗震性能方面的影响;对比SPRCW与普通钢筋混凝土剪力墙发现,钢板对于提高构件的抗震性能效果十分明显。通过对试验数据的拟合,研究了构件在地震作用下的恢复力特性,确定结构构件恢复力的计算模型,为结构非线性时程分析提供理论依据;利用试验数据拟合了内置钢板钢筋混凝土剪力墙的受剪承载力公式,可为制定该类型构件的相关规范提供参考。     

铝合金板剪力墙抗震性能研究

传统钢板剪力墙的周边框架和内嵌板均采用普通钢材。随着耗能抗震理念的发展,将内嵌板中的普通钢板替换成低屈服点的铝合金板,组成铝合金板剪力墙。采用数值方法研究铝合金板剪力墙在单调荷载作用下的抗剪性能和在低周反复荷载作用下的滞回性能。研究显示:与普通钢板相比,铝合金板更易发生剪切屈曲不先于剪切屈服,对周边框架的要求更低且耗能性能更好。     

密肋槽钢修复薄钢板剪力墙抗震性能研究

薄钢板剪力墙的屈曲荷载低,在地震作用下会产生较大残余变形,影响二次抗震性能。为此提出锚固密肋槽钢的方法修复震后损伤钢板剪力墙,根据附加肋板的受力模型,推导了修复内嵌钢板所需肋条间距限值公式。为研究该公式的合理性及修复后结构的抗震性能,对一榀单跨双层薄钢板剪力墙施加了两阶段低周往复荷载,即第Ⅰ阶段加载至1/130位移角,以达到在该加载步模拟地震损伤的目的,之后安装密肋槽钢修复内嵌钢板;第Ⅱ阶段将修复加固后结构加载至破坏,研究其抗震性能变化。结果表明:加劲肋具有足够刚度,可以有效抑制内嵌钢板残余变形;修复后结构破坏模式合理,滞回曲线饱满,附加肋板可以有效提高其耗能能力;结构刚度及延性较高,刚度相较原结构提升14%,位移延性系数达到3.12,具有良好的变形能力。     

密肋槽钢修复薄钢板剪力墙抗震性能研究

薄钢板剪力墙的屈曲荷载低，在地震作用下会产生较大残余变形，影响二次抗震性能。为此提出锚固密肋槽钢的方法修复震后损伤钢板剪力墙，根据附加肋板的受力模型，推导了修复内嵌钢板所需肋条间距限值公式。为研究该公式的合理性及修复后结构的抗震性能，对一榀单跨双层薄钢板剪力墙施加了两阶段低周往复荷载，即第Ⅰ阶段加载至1/130位移角，以达到在该加载步模拟地震损伤的目的，之后安装密肋槽钢修复内嵌钢板；第Ⅱ阶段将修复加固后结构加载至破坏，研究其抗震性能变化。结果表明：加劲肋具有足够刚度，可以有效抑制内嵌钢板残余变形；修复后结构破坏模式合理，滞回曲线饱满，附加肋板可以有效提高其耗能能力；结构刚度及延性较高，刚度相较原结构提升14%，位移延性系数达到3.12，具有良好的变形能力。     

联肢弯剪型钢板剪力墙抗震性能试验研究

联肢钢板剪力墙结构是将2片钢板剪力墙通过钢连梁连接形成的抗侧力结构。通过对1榀1/3缩尺的4层联肢弯剪型钢板剪力墙试件进行低周往复加载试验,从滞回曲线、骨架曲线、延性、承载力及刚度退化、耗能能力等方面研究了该结构体系的抗震性能,并且对试件的屈服顺序和变形模式进行了分析。结果表明：联肢钢板剪力墙试件的延性系数达到5.03,承载力退化系数均大于0.96,承载力和刚度退化稳定,等效黏滞阻尼系数达到0.25以上,表明联肢弯剪型钢板剪力墙具有优越的抗震性能。加载过程中,连梁先于墙板发生屈服,墙板先屈曲后屈服,此后柱脚和横梁相继屈服。连梁的引入改变了结构的屈服机制,提高了整体的延性和耗能能力,能够组成多道抗震防线,且试件整体最终也体现出合理的破坏机制。整体侧移曲线呈弯剪变形模式。该试验研究更加贴合实际工程中联肢钢板剪力墙结构的应用情况,为联肢钢板剪力墙结构的进一步研究和应用提供了试验基础。     

低屈服点钢RC框架抗震性能研究

通过2榀低屈服点钢筋和1榀普通钢筋的两层两跨RC框架低周反复加载试验,对结构的破坏形态、破坏机制、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚度退化、耗能能力等抗震性能进行了较为深入系统的研究。研究表明,与普通RC框架相比,在相同水平承载力情况下,低屈服点钢筋RC框架具有延性性能好、变形能力大、刚度退化趋缓、耗能能力强的特性,可见,低屈服点钢筋RC框架具有更优的抗震性能。     

可替换连梁连接的双钢板混凝土联肢组合剪力墙抗震性能试验研究

为了研究可替换连梁连接的内填混凝土双钢板混凝土联肢组合剪力墙结构的抗震性能,进行了2层半单跨1∶3缩尺试件的低周反复加载试验。试验中对连梁进行了2次替换,分析了试件在循环荷载作用下的破坏机理、滞回性能、延性、刚度退化以及耗能能力。试验结果表明:水平荷载作用下,双钢板混凝土联肢组合剪力墙的可替换连梁首先进入塑性耗能,连梁替换后结构的抗震性能基本恢复到连梁替换前的性能水平;连梁端板没有出现变形,连梁拆卸和安装方便;设计中钢柱柱脚截面可适当加大,需合理设计柱脚部位的焊缝和连接构造,避免应力集中;可替换连梁连接的组合剪力墙结构的滞回曲线比较饱满,抗震性能较好;连梁替换前后结构的骨架曲线相差很小,其抗侧刚度基本一致;结构进入塑性后,试件的承载能力降低很小;在同水平荷载作用下,连梁的剪应力最大,边柱柱脚的正应力较大,中柱、钢梁及剪力墙钢板的应力较小。     

两边连接低屈服强度钢板剪力墙低周反复加载试验研究

通过对仅与上、下框架梁连接的两边连接非加劲、十字加劲和对角交叉加劲低屈服点钢板剪力墙与非加劲Q235钢板剪力墙的低周反复荷载试验研究,揭示了各试验试件的破坏模式、力学性能和耗能机理,给出了各试验试件的滞回曲线、骨架曲线、等效黏滞阻尼比等滞回性能指标。试验结果表明:低屈服点钢板剪力墙拥有良好的塑性性能和耗能能力,设置加劲肋后其滞回性能得到进一步的提升。     

低剪跨比双钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

为研究低剪跨比双钢板-混凝土组合剪力墙的抗震性能,完成了2片低剪跨比双钢板-混凝土组合剪力墙和1片低剪跨比钢筋混凝土剪力墙试验,研究了高轴压比剪力墙在低周往复荷载作用下的变形能力、破坏模式,得到了试件滞回曲线、骨架曲线、承载力、位移延性系数、刚度退化、承载力退化和耗能能力等,分析了不同形式连接件对抗震性能的影响。试验结果表明：与钢筋混凝土剪力墙相比,低剪跨比双钢板-混凝土组合剪力墙受剪承载力显著提高,具有良好的延性和耗能能力,抗震性能良好。     

两类模块装配式组合剪力墙抗震性能研究

装配式组合剪力墙可提升结构的抗震性能,也可推动建筑工业化的发展.本研究提出构件预制和模块预制两类新型模块装配式组合剪力墙,通过相同的加载方案,采用ABAQUS有限元软件进行建模,探究在低周往复加载下的抗震性能研究.结果表明,模块预制内藏钢板装配式组合剪力墙(MPCSW-CI)综合性能在四个试件中表现最优,最能充分发挥材...     

钢板剪力墙结构的结构影响系数研究

现行JGJ/T 380—2015《钢板剪力墙技术规程》未给出钢板剪力墙结构的结构影响系数和位移放大系数。为此,按GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》设计了A、B两组层数分别为4,8,12层的钢板剪力墙结构,通过Midas/Gen对在均匀和倒三角分布荷载作用下单榀和整体钢板剪力墙结构的模型进行静力弹塑性分析(Pushover),得出单榀与整体钢板剪力墙结构的位移放大系数与结构影响系数。分析表明:单榀和整体钢板剪力墙结构在均布加载模式下的结构影响系数和位移放大系数比倒三角加载模式下得到的系数大;单榀剪力墙结构的结构影响系数和位移放大系数比整体钢板剪力墙结构的相应系数大,用单榀结构计算的结构影响系数和位移放大系数不能代替整体计算的系数;建议对层数不超过12层的钢板剪力墙结构的结构影响系数和位移放大系数分别取3. 25和6. 45。     

内填钢板剪力墙中心支撑钢框架的抗震性能研究

为研究内填钢板剪力墙的中心支撑钢框架的抗震性能,利用有限元数值模拟方法分析了在低周往复荷载作用下内填板高厚比对滞回耗能、能量耗散系数和墙板中心点平面外最大位移的影响,并给出了板平面外的位移滞回曲线,通过骨架曲线进一步分析了高厚比对水平承栽力、抗侧刚度和延性的影响。结果表明：内填钢板剪力墙的中心支撑钢框架具有良好的水平承栽力和耗能性能,建议内填板的高厚比取为300。     

侧边开洞 斜向槽钢加劲钢板剪力墙 结构抗震性能试验研究

为研究开洞形式及槽钢加劲肋对钢板剪力墙抗震性能的影响，对2个1/3缩尺的单跨双层侧边开洞-斜向槽钢加劲钢板剪力墙进行了低周往复荷载试验，得到了双侧开洞 交叉加劲钢板剪力墙和单侧开洞-多道斜向槽钢加劲钢板剪力墙的荷载-位移曲线、破坏特征、骨架曲线等，分析了两种钢板墙的承载能力、延性、退化特性以及耗能能力等性能。通过分析框架梁的受力情况，给出了考虑加劲肋作用的开洞处梁腹板最小厚度计算公式。试验结果表明，两种形式的槽钢加劲钢板剪力墙均有良好的抗震性能。双侧开洞 交叉加劲钢板剪力墙试件的滞回环饱满呈梭形；单侧开洞-多道斜向槽钢加劲钢板剪力墙试件在加载前期滞回曲线有“捏缩”现象，耗能梁段形成后“捏缩”现象消失。槽钢加劲肋能有效限制内填钢板的屈曲变形，加载过程中未发生扭转，避免加劲肋破坏导致加劲效果失效。双侧开洞 交叉加劲钢板剪力墙试件受槽钢加劲肋作用，中梁开洞处梁腹板承受剪力增大约30%。建议在开洞处梁腹板合理布置加劲肋，避免框架梁过早屈服影响整体结构性能的发挥。