钢框架内填RC墙结构层间侧移限值的试验数据统计分析

钢框架内填RC墙结构是一种新型组合结构体系,我国建筑抗震设计规范尚未规定其变形限值。为提出钢框架内填RC墙结构在不同地震水准下合理的层间侧移限值,本文对已有的钢框架内填RC墙结构的试验数据进行了统计分析,基于概率方法分析了钢框架内填RC墙结构在开裂、显著屈服、峰值荷载、破坏时的最大层间侧移比。同时,还采用累积层间塑性侧移比、累积延性比、累积能量耗散系数对钢框架内填RC墙结构破坏时的性能点进行了定量描述。分析结果表明:钢框架内填RC墙结构首次开裂时的平均层间侧移比为1/1368;取单侧置信区间下限确定的钢框架内填RC墙结构显著屈服及峰值时刻的最大层间侧移比分别为1/253及1/97。钢框架内填RC墙结构在破坏时以单侧置信区间下限确定的最大层间侧移比及最大层间位移延性比分别为1/64及3.50;所对应的累积层间塑性侧移比、累积层间位移延性比、以及累积层间能量耗散系数分别为0.12、26.45、及12.13。     

钢框架内填预制钢筋混凝土剪力墙试验研究

为改进钢框架内填预制钢筋混凝土剪力墙的抗震性能,将耳板装置引入钢框架与内填墙的连接中.通过2个2层单跨钢框架内填预制钢筋混凝土剪力墙1/3模型试件的循环荷载试验,考察耳板连接装置的可靠性和内填墙裂缝的开展与结构变形能力,分析结构的破坏机理、滞回性能、刚度退化、变形及延性等,并对钢框架内填预制混凝土剪力墙体系与现浇混凝土剪力墙体系和带竖缝混凝土剪力墙体系进行对比.研究结果表明:抗剪连接件(U形筋)在梁柱节点上下耳板的帮助下未发生破坏,耳板连接装置具有可靠的工作性能;合理设计的钢框架内填预制钢筋混凝土剪力墙结构具有良好的延性.     

钢板剪力墙系统墙-架结构的相互作用

钢板剪力墙(SPSW)双系统的整体性能由内填板张力场和边界框架抗弯矩作用组成。在现有的研究文献中,作为钢板剪力墙的边界的抗弯框架被看作单独的框架(空腹框架)。然而,由于内填墙与边界框架间的相互作用,钢板剪力墙边界框架的实际性能与同样的空腹框架的性能不同。对大量根据规范设计的单层或多层钢板剪力墙及其相应的空腹框架进行数值分析研究:1)内填墙对边界框架性能的影响;2)评估内填墙的有效性。结果显示,内填墙可以显著提升抗弯框架系统在强度、刚度、延性和耗能能力方面的性能,特别是对多层抗弯框架系统而言。钢板剪力墙系统性能优于相应的空腹框架并不只是因为内填墙的作用,还因为墙-架结构相互作用带来的框架性能的提升。     

半刚接钢框架内填不同构造措施钢筋混凝土墙子结构抗震性能试验研究

为研究半刚接钢框架内填RC墙结构的抗震性能,提出了一种考虑内填墙边界条件的子结构模型,进行了3榀1/3缩尺的3层单跨半刚接钢框架内填RC墙子结构的低周往复加载试验,研究了不同构造内填RC墙对结构抗震性能的影响,得到了试件的滞回曲线、骨架曲线、位移延性系数、刚度退化、耗能能力及水平剪力分配。试验结果表明:内填贯通竖缝RC墙及暗竖缝RC墙试件的滞回曲线饱满,耗能能力强,但水平承载力及抗侧刚度略低,破坏模式均为缝间墙的弯曲破坏;内填实体RC墙试件的滞回曲线捏缩明显,耗能能力较弱,但水平承载力及抗侧刚度较高,破坏模式为内填墙的剪切破坏;内填墙降低了地震作用下周边框架节点转动能力,半刚性节点的最终塑性转角不超过0.025 rad,可避免钢框架节点失效导致的脆性破坏。内填墙承担约80%的水平荷载,但随着水平荷载的增大逐渐降低。     

钢框架双钢板内填混凝土剪力墙有限元分析

钢框架双钢板内填混凝土组合剪力墙是一种新型的双重抗侧力结构体系。应用ABAQUS有限元软件,对试件进行有限元模拟,分析试件的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线来研究钢框架-双钢板内填混凝土组合剪力墙的受力性能;简单概述了钢框架双钢板内填混凝土组合剪力墙的影响因素。结果表明:试件的耗能能力较强,承载力高,抗震性能较好。     

四角钢连接钢框架-钢板剪力墙结构抗震性能研究

基于半刚接框架-钢板剪力墙试件的低周反复加载试验,采用ANSYS有限元软件对其滞回性能进行了数值模拟。分析循环荷载作用下试件的滞回性能及承载能力,考察其应力、变形发展历程、耗能机理和破坏模式。试验和有限元分析结果均表明：内填板的设置缓解了节点区自身的延性要求,框架和钢板墙协同工作良好,结构体系耗能优异,安全储备高,是一种理想的抗侧力结构体系。有限元模拟结构应力和变形发展历程与试验结果基本吻合。由于初始偏心、焊接残余应力等原因,弹性工作阶段,有限元分析的峰值荷载与试验值比较接近;进入塑性阶段,有限元分析的峰值荷载比试验值大,滞回环更饱满。     

半刚性节点钢框架内填钢筋混凝土剪力墙结构滞回性能分析

钢筋混凝土内填墙弥补了钢框架侧向刚度不足的缺点,为钢框架采用相对经济的半刚性节点提供了可能。为了研究半刚性节点钢框架内填钢筋混凝土剪力墙结构的滞回性能,在一榀循环加载模型试验的基础上,建立了非线性有限元模型,并验证了模型的有效性。考虑影响结构滞回性能的6个主要因素:节点刚度、剪力墙厚度、栓钉的设置、剪力墙的配筋、竖向荷载及混凝土强度等级,进行了6个系列22个有限元模型的变参数分析。结果表明:降低节点刚度有利于提高结构的延性和耗能能力;增加内填墙的厚度可提高结构的初始刚度和承载力;增加水平向栓钉的数量,采用普通混凝土以及合理设置暗柱、暗梁,能够有效地提高结构的整体性能,在此基础上提出了相关的抗震设计建议。     

钢框架—内填冷弯型钢组合墙体抗剪性能

钢框架-内填冷弯薄壁型钢组合墙体结构体系可适用于多、高层建筑结构。利用SAP2000有限元软件分析了此体系在不同高宽比和钢框架截面尺寸下的承载力、侧移刚度、剪力分配情况。结果表明,钢框架、组合墙体可协同作用;组合墙体与钢框架之间剪力分配符合刚度分配原则;框架-内填冷弯薄壁型钢组合墙体抗侧刚度近似等于纯钢框架与组合墙体抗侧刚度之和。同时给出了钢框架、组合墙体协同工作的剪力分配计算简化公式,可用于此结构体系的抗剪设计。     

波形钢板组合墙对拉螺栓受力机理及设计方法

波形钢板组合墙由双层波形钢板、内填混凝土以及对拉螺栓组成,具有良好的受力特性.对波形钢板组合墙中对拉螺栓极限状态及极限状态后的受力机理进行了分析.通过理论推导得到螺栓拉力的理论公式,从中提炼影响较大的重要参数.在此基础上建立精细化有限元模型,通过有限元结果与试验结果对比,得到与试验结果更加吻合的有限元模型,并用于参数分析.最终通过数值计算,得到波形钢板组合墙对拉螺栓拉力的设计公式.     

装配式混凝土框架-填充墙力学性能影响因素分析

为研究装配式混凝土框架-填充墙的力学性能,以填充墙高宽比、厚度,墙-柱拉结钢筋和墙-梁拉结钢筋数量等参数为变量对装配式混凝土框架进行有限元分析,通过荷载-位移曲线和裂缝发展变化对有限元模型的计算结果进行了标定。分析结果表明:有限元计算结果与试验结果吻合性良好,误差控制在15%以内;随着填充墙高宽比减小、填充墙厚度增加,框架刚度增大;随着墙-柱拉结钢筋连接中配筋率和布置间距增大,结构延性提高;墙-梁拉结钢筋数量的减少会减小结构的延性。     

墙柱混凝土托换补强施工技术

对某11层框架剪力墙结构住宅工程结构检测时,发现第7层部分墙柱和第8层部分梁板混凝土强度严重不足.通过采用斜向钢支撑荷载转移法实现对中柱的托换,采用剪力墙两端分批凿除后再浇捣实现对剪力墙的托换,采用增加截面法对边柱进行加固,使建筑物经托换和加固后能满足国家有关规范的要求.     

带砌体填充墙框架弹性抗侧刚度计算方法对比分析

对于带砌体填充墙框架,当填充墙与框架紧密接触时,填充墙将会提高纯框架的侧向刚度,可能改变结构的平面及竖向侧向刚度分布,影响其在地震作用下的承载力及耗能能力等抗震性能。 为研究带填充墙框架在弹性阶段抗侧刚度的合理计算方法, 整理了以等效斜压杆模型为主的国内外相关计算公式, 并结合近年来带填充墙的框架在低周往复荷载作用下的试验, 将理论计算结果与试验实测值进行对比分析。结果表明： 在带填充墙的RC框架中,直接考虑填充墙弯曲变形和剪切变形得到的弹性阶段抗侧刚度计算值为实测值的1.94~8.05倍;在等效斜压杆模型中,斜压杆的宽度对抗侧刚度的计算结果影响很大;斜压杆宽度的取值应考虑填充墙与框架之间相对刚度的影响,其中MSJC提出的斜压杆宽度计算公式较为合理。     

密肋复合墙板框格单元破坏模式研究

框格单元是密肋复合墙板的基本受力单元,为了详细研究框格单元的破坏过程、破坏模式及填充砌块与框格的相互作用机理,进行了3个框格单元的单调对角加载试验。试验表明:加载过程中首先在填充块对角线附近出现一至二条贯通的主拉裂缝;接着框格上、下节点及框格梁柱上出现垂直裂缝;填充块上下角区出现圆弧状受压裂缝后框格单元达到承载力极限状态,其最终破坏形式与填充块和框格相对刚度有关。基于弹性地基梁理论分析了加载过程中框格和填充材料的受力特点,指出框格单元存在三种破坏形式:砌块对角压碎破坏、砌块角部压碎破坏、肋柱肋梁节点局部受压破坏。其中第二种形式与复合墙板的各阶段破坏形式相对应,且塑性铰转动充分,是一种合理的破坏模式。最后结合试验及理论分析将填充块等效为铰接于框格的对角斜压杆,提出等效斜压杆宽度、强度和刚度的计算方法,建立单元格简化分析模型,为墙板的受力分析提供了理论基础。     

基于软化拉-压杆模型的钢筋混凝土框架节点受剪分析

软化拉.压杆模型是基于经典桁架模型理论而发展起来的一种模型,主要用于混凝土结构中应力紊乱区的受剪设计.以包含钢筋混凝土变梁中节点在内的各类框架节点为研究对象,建立框架节点等效核心区在剪、压复合荷载作用下的计算模型,应用软化拉.压杆模型对节点等效核心区进行受力分析,推导框架节点的受剪承载力计算公式,并通过国内外110个钢...     

矩形钢管混凝土异形柱-钢梁框架节点受剪承载力研究

在矩形钢管混凝土异形柱-钢梁节点试验研究的基础上,对节点的破坏特征及影响因素进行分析,结果表明矩形钢管混凝土异形柱-钢梁框架节点的破坏模式主要是节点域发生剪切斜压破坏,其受力机理为钢桁架、混凝土主斜压杆和约束斜压杆的综合作用。在此基础上,将节点域抗剪贡献分为三部分进行研究,包括节点域钢管腹板的抗剪贡献、节点域混凝土主斜压杆的抗剪贡献和约束斜压杆的抗剪贡献。根据试验结果和力学分析,推导了节点区柱腹板剪力计算式;由虚功原理得出节点区混凝土约束斜压杆的承载力计算式;通过对试验数据的回归分析,得到核心区混凝土主斜压杆的承载力计算式;最后提出了矩形钢管混凝土异形柱 钢梁框架节点屈服剪力和极限剪力的计算式,该计算式不仅考虑了柱轴力对节点区实际受力状态的影响,而且考虑了钢管对混凝土的约束作用。对比结果表明,采用计算式得到的结果与试验结果吻合较好。     

Analytical estimation of lateral resistance of low‐shear strength masonry infilled reinforced concrete frames with openings

Presence of openings in an infill wall alters its behavior and reduces load resistance and stiffness of the infilled frame. In this paper, a simple method for estimating the lateral resistance of infilled frames with openings is proposed based on experimental data. Six half‐scale, single‐story single‐bay reinforced concrete frame specimens were tested under in‐plane lateral loading. The lateral strength of reinforced concrete (RC) frame could be estimated by assuming the formation of plastic hinges in the end regions of the members. In the specimens with central openings, the major load resistance mechanism of the infill panel was the formation of a compression strut and lateral strength of infill panel could be considered as the smallest values of the diagonal tension and corner crushing modes. In the specimens with eccentric openings, the load resistance mechanism of masonry infill was the formation of a compression strut and bed‐joint sliding in 2 opposite loading directions; thus, the lateral resistance of infill panel could be estimated in diagonal tension and corner crushing modes in one direction and bed‐joint sliding mode in another direction. Furthermore, the deformation capacity and structural performance levels are suggested for solid and perforated infill panels based on test observations.     

角部连接钢框架-玻璃纤维增强无机板组合墙体抗震性能试验研究

为研究角部连接钢框架 玻璃纤维增强无机板组合墙体的抗震性能,考察人字形斜撑和玻璃纤维增强无机板对钢框架 组合墙体的影响,设计2榀足尺的双层双跨钢框架和2榀足尺的双层双跨组合墙体进行拟静力试验。观察不同形式钢框架和组合墙体在低周往复荷载下的破坏过程及破坏形态,得到了各试件的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、累积耗能、关键部位应变、延性系数等性能指标,对比分析人字形斜撑和玻璃纤维增强无机板对钢框架 组合墙体耗能性能、延性、承载力的影响。试验结果表明：组合墙体抗侧承载力高,刚度大,而变形能力与耗能能力较差;人字形斜撑能有效提高钢框架承载力、延性及耗能能力,但在组合墙体中人字形斜撑作用不明显,且圆钢管人字形斜撑易发生平面外失稳,建议设计时采用平面外刚度大于平面内刚度的H型钢;玻璃纤维增强无机板可以较大程度提高钢框架的抗侧承载力,由于玻璃纤维增强无机板过早开裂破坏,导致其延性降低,刚度退化速度加快,耗能能力变弱。基于已有的侧移刚度公式,对其进行参数修正并给出组合墙体侧移刚度简化计算式,理论值与试验初始抗侧刚度吻合较好,可为后续研究提供理论基础。     

软弱地层半逆作深基坑支撑轴力变化规律

结合软土地区某地铁深基坑工程,通过对半逆作深基坑的横纵剖面支撑轴力值随土体开挖变化数据规律的分析,阐明了在软弱地层条件下,半逆作法深基坑支撑轴力的变化特征。结果表明:支撑轴力大小及其变化形式与支撑空间位置、施工工况、支撑形式、挖土时机及开挖速度等因素密切相关;缩短第二道钢支撑及基坑垫层浇筑时的无支撑暴露时间可有效减小最大支撑轴力值;逆作下二层板框架下土体开挖引起基坑某一剖面整体支撑轴力重分布;因第一道钢筋混凝土支撑刚度较大,其对深基坑稳定具有重要作用。     

密肋复合墙板简化计算模型研究

在试验研究基础上 ,根据弹性地基梁理论 ,运用ANSYS有限元应用分析软件 ,对密肋复合墙板中砌块与框格的协同工作性能及砌块的受力状态进行了理论研究与有限元分析 ,建立了墙板的刚架 -斜压杆简化计算模型 ,给出确定等效斜压杆宽度的实用设计图表 ,并就理论计算与试验结果进行了对比分析     

钢框架-混凝土筒体混合结构抗震性能振动台试验研究

钢框架钢筋混凝土筒体结构在高烈度区的抗震性能和地震剪力在钢框架和混凝土筒体之间的分配比例是这种体系抗震性能研究的重点。模型的振动台试验表明,该结构体系的破坏集中于混凝土筒体,钢框架没有出现明显的破坏现象,结构整体的延性较好;而混凝土筒体结构承担了绝大部分的地震剪力。建议在混凝土筒体内预埋尺寸较小的构造用钢柱、钢梁,以改善筒体延性。