考虑几何参数影响的联肢剪力墙抗震性能研究

耦联比是反映联肢剪力墙墙肢与连梁的耦合作用程度的重要参数。然而,耦联比与结构体系的非线性特征高度相关,导致在结构初步设计阶段难以确定。因此,有必要引入在初步设计阶段即可方便确定的其他参数。本研究采用连梁跨高比和墙肢高宽比来代替耦联比,设计了9个联肢剪力墙原型结构,利用增量动力分析方法,研究了连梁跨高比和墙肢高宽比对钢筋混凝土联肢剪力墙地震易损性特征和极限承载力的影响。采用双因子二次响应面法进一步揭示了连梁跨高比和墙肢高宽比的组合对联肢剪力墙整体性能的影响,得到响应变量的最优值,并利用曲线拟合找出连梁跨高比和墙肢高宽比最优关系。结果表明,连梁跨高比和墙肢高宽比可以有效地作为耦联比的补充,在初步设计阶段作为衡量钢筋混凝土联肢剪力墙的整体抗震性能的参数。     

高层住宅剪力墙结构设计

1 墙肢长度和厚度的选取 1.1 墙肢的长度 剪力墙墙肢长度(即墙肢截面高度)一般不宜大于8m.结构设计中的剪力墙结构应具有延性,细高的剪力墙(高宽比大于2)容易设计成弯曲破坏的延性剪力墙,从而可避免脆性的剪切破坏.当墙的长度很长时,为了满足每个墙段高宽比大于2的要求,可通过开设洞几将长墙分成长度较小、较均匀的联肢墙,洞口连梁宜采用约束弯矩较小的弱连梁(其跨高比宜大于6),使其可近似认为分成了独立墙段.     

联肢剪力墙钢板组合连梁抗震性能研究

连梁作为联肢剪力墙中的重要构件,能够通过塑性变形消耗地震输入的能量,降低剪力墙肢的损伤程度,是联肢墙结构多重抗震防线设计的关键。相较于传统的钢筋混凝土连梁,在连梁中内嵌钢板更能够提高连梁的延性,获得更好的受力性能,是近年来联肢剪力墙连梁研究的热点之一。以组合连梁内嵌钢板的配钢率及其与墙肢的连接方式作为试验变量,一共设计并制作了三个组合连梁试件,通过伪静力试验研究了各试件在模拟地震作用下的力学性能,并采用DIANA软件对试验的试件建模分析,将有限元分析结果与试验结果相比较,发现二者吻合较好。     

剪切机制耗能端板螺栓连接组合联肢剪力墙钢连梁抗震性能试验研究

将端板螺栓连接构造引入钢-混组合联肢剪力墙中,用于连接钢连梁与混凝土墙肢。设计并制作了1组(2个)小剪跨比连梁双肢组合剪力墙试件,分别采用端板螺栓连接和传统直插式的连梁-墙肢连接构造形式,进行低周往复加载试验,以研究两种连接构造形式下钢连梁与混凝土墙肢连接试件的滞回性能、刚度与承载力退化特征以及破坏模式。试验结果表明:用端板螺栓连接代替直插式连接构造,能够有效减轻钢连梁-墙体连接区域混凝土损伤程度,屈服后非线性变形主要集中在钢连梁端部,且钢连梁能够达到美国AISC 341-05规范要求的0.08 rad非线性转角限值,充分发挥滞回耗能作用,刚度、承载力退化不明显,延性好,与传统直插式钢连梁-墙肢连接具有相同甚至更好的抗震性能。     

附加黏弹性可更换连梁的剪力墙结构抗震性能分析

为了减轻钢筋混凝土联肢剪力墙结构的损伤破坏,尽快恢复连梁的使用功能,提出将钢筋混凝土连梁跨中截断安装黏弹性剪切耗能型阻尼器,使其在小震、中震、大震作用下均可耗能以减轻对剪力墙结构的损伤破坏,震后可对阻尼器进行更换以恢复连梁的使用功能。基于ABAQUS有限元软件,以一榀12层联肢剪力墙为例,利用时程分析方法,得到联肢剪力墙结构的基底剪力、墙肢损伤、层间位移和顶点加速度等性能指标,通过对比分析安装阻尼器前后联肢剪力墙结构的地震响应指标,结果表明,附加黏弹性剪切耗能型可更换连梁的剪力墙结构可以有效控制结构的地震响应,减轻剪力墙的损伤破坏,实现震后功能的快速恢复。     

建筑房屋剪力墙结构设计探讨

随着经济和社会的发展,高层建筑逐渐成为现代建筑的发展趋势。本文主要对剪力墙墙肢的分类和结构布置、墙肢的长度和厚度选取、边缘构件的设置及连梁设计进行了探讨。     

建筑房屋剪力墙结构设计探讨

随着经济和社会的发展,高层建筑逐渐成为现代建筑的发展趋势。本文主要对剪力墙墙肢的分类和结构布置、墙肢的长度和厚度选取、边缘构件的设置及连梁设计进行了探讨。     

双肢钢板剪力墙抗震性能分析

为研究双肢钢板剪力墙的抗震性能,利用ABAQUS有限元分析软件对低周往复荷载作用下内填板高厚比、高宽比以及中部连梁跨度对结构滞回性能的影响进行分析,并给出各自的滞回曲线。另外,通过骨架曲线分析3个参数对结构极限承载力、抗侧刚度及延性的影响。分析结果表明：内填板高厚比和高宽比对结构的滞回性能具有较大的影响,而中部连梁的跨度则影响较小。     

带板双连梁与带板单连梁的对比分析及工程应用

通过有限元分析软件ANSYS分别建立带板双连梁和带板单连梁联肢剪力墙结构模型,并在结构顶点施加水平荷载,研究带板双连梁与带板单连梁在水平荷载作用下的受力性能。分析带板双连梁的连梁、墙肢内力、顶点最大位移、破坏形态、结构极限承载力及延性等特性,并与带板单连梁进行对比研究。研究结果表明:带板双连梁在不影响水平力传递的基础上,能有效降低连梁剪力和弯矩,并对改善墙肢的受力有着显著作用;与带板单连梁相比,带板双连梁的极限承载力与抗侧刚度有一定的降低,但位移延性有较大提升。最后通过工程实例,验证了有限元计算分析的结论,确认了双连梁结构形式在工程实际中的有效性,为以后结构设计提供了参考。     

带钢连梁混合双肢剪力墙结构抗震性能参数分析

随着高层建筑飞速发展,剪力墙结构普遍应用。传统的RC剪力墙刚度较大,延性不足,不利于结构抗震。带钢连梁混合双肢剪力墙结构是一种新型高效的抗侧力结构,由钢连梁来代替RC连梁,并将梁端嵌入钢筋混凝土剪力墙墙肢内而形成。利用大型有限元软件ANSYS进行带钢连梁混合双肢剪力墙结构在单调水平荷载作用下的抗震性能参数分析。研究结果可为其抗震设计提供理论参考,并加快其工程应用。     

短肢剪力墙应变分布演化过程试验研究

短肢剪力墙是指肢长与厚度比值在5~8之间的抗震墙,这种结构体系广泛应用于10~25层的住宅工程中,工程设计中应用的商品化软件只能进行弹性分析,低周反复试验可以揭示短肢墙从弹性应力状态逐渐演化,直至破坏的全过程。通过对肢长与肢厚比值分别为5、6.5、8的有翼墙和无翼墙两组(共6个)短肢墙试体的低周反复下应变演化全过程试验结果分析,表明:短肢剪力墙存在着明显的应力重分布;无翼墙和有翼墙短肢剪力墙墙肢底截面的应变基本符合平截面假定;无论有无翼墙,都是墙肢底部试验纵筋先于连梁箍筋屈服;连梁两端箍筋应变发展快,并最终导致结构破坏。这些分析结果可以为实际工程中短肢剪力墙设计和构造措施提供理论和技术依据。     

双肢短肢剪力墙的弹塑性分析

应用带刚域的弹塑性杆单元来模拟短肢剪力墙的连梁和墙肢,并考虑剪切变形影响,分析了水平侧向荷载作用下双肢短肢剪力墙的弹塑性过程,并研究了肢强系数、整体性系数、翼缘宽度和连梁配筋率等参数其塑性性能的影响。结果表明,水平侧向荷载作用下,短肢剪力墙的连梁先于墙肢屈服,所有的连梁都屈服后,剪力墙还有较大的承载能力和变形能力。最后,底层墙肢随着荷载的增加达到屈服极限,结构丧失承载能力;在墙肢截面和配筋率一定时,随着肢强系数的增加、整体性系数的减小和连梁配筋率的降低,短肢剪力墙的承载能力降低,延性增加;而随着墙肢翼缘宽度的增加,短肢墙的承载力和延性都增加。因此在设计中,通过合理选择这些参数,可以使短肢剪力墙具有较高的承载力和良好的延性。     

钢连梁-钢板混凝土组合剪力墙组合件抗震性能试验研究

为进一步提高联肢剪力墙结构的抗震性能,提出了一种改进型钢连梁-钢板混凝土组合剪力墙混合结构.通过对5个1/2缩尺连梁-墙肢组合件的低周往复加载试验,研究了钢连梁跨高比和加劲肋布置等因素对组合件抗震性能的影响.研究表明:组合件塑性变形均集中在易更换的钢连梁上,墙肢和节点部位损伤程度较低,有利于实现结构罕遇地震作用后的功能...     

剪力墙结构高层住宅中电梯间偏置布置的探讨

结合实例分析,探讨了高层住宅的楼梯间、电梯间突出于主体结构平面外情况下,结构专业应重点注意及研究的事项.为满足规范对于结构侧向刚度的要求,设计时不应考虑楼电梯间最外侧突出部分剪力墙的刚度,通过计算对比找出同一平面其余墙肢需要相应加强的合理位置,电梯间的最外侧剪力墙纵向钢筋通常需要根据计算放大以满足该位置墙肢的拉应力的要求.总结的经验可为其他相似高层住宅项目的计算分析和设计提供参考.     

海口双子塔-南塔核心筒设计与研究

为了提高结构抗震性能,海口双子塔-南塔核心筒在底部范围、伸臂桁架相关范围、顶部范围采用钢板混凝土剪力墙,探讨了型钢钢板对核心筒剪力墙的影响,伸臂桁架设置位置对墙肢拉应力的影响。通过对结构进行地震作用下的等效弹性分析,确定剪力墙墙肢内的型钢截面尺寸、钢板截面尺寸及配筋面积;通过对结构进行动力弹塑性时程分析,研究在罕遇地震作用下的剪力墙塑性损伤、剪力墙内型钢与钢筋的应力状态。结果表明,钢板混凝土剪力墙与普通混凝土剪力墙相比,墙肢厚度减小,墙肢拉应力满足要求;设置伸臂桁架能有效降低底部墙肢拉应力;在罕遇地震作用下墙体边缘构件型钢和纵筋、钢板均为弹性状态,部分连梁钢板达到屈服,连梁纵筋接近屈服。配置了型钢和钢板的剪力墙满足各项设计要求。     

钢筋混凝土双肢剪力墙非线性静力有限元分析

利用有限元软件ABAQUS中的混凝土损伤塑性模型,采用分离式方法建立有限元模型,对钢筋混凝土双肢剪力墙进行了非线性分析;在与试验结果进行对比分析的基础上,选取了用于钢筋混凝土剪力墙非线性有限元分析的材料破坏准则和本构关系进行建模;通过数值计算,分析了轴压比、墙连梁跨高比、墙分布钢筋配筋率、边缘构件配筋率对钢筋混凝土双肢剪力墙的承载能力、延性、破坏形态等的影响。结果表明:轴压比、分布钢筋配筋率和连梁跨高比对钢筋混凝土双肢剪力墙的受力性能影响较为明显;边缘约束构件配筋率对墙体的影响较小。     

钢桁架连梁-联肢剪力墙耗能机理及抗震性能试验研究

对设置全钢桁架连梁和设置钢筋混凝土、钢桁架混合连梁的双层联肢剪力墙平面结构进行了拟动力试验和低周反复荷载试验,研究了不同工况地震波作用下剪力墙的时程响应,以及其破坏机理、承载力、滞回延性性能、耗能机理、刚度及强度退化机理。试验结果表明:全部设置钢桁架连梁的剪力墙的刚度分布合理,耗能机理及刚度强度退化机理符合联肢剪力墙抗震设计的要求。大震时,在保证较高耗能能力的同时能够维持较高的承载力和刚度,持续约束墙肢,抗震性能优于混凝土连梁联肢剪力墙体系,是一种较理想的连梁设置方案。     

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。     

一字形多腔钢管混凝土短肢组合剪力墙轴压性能试验研究及有限元分析

完成了6个一字形多腔钢管混凝土短肢组合剪力墙的轴压试验,研究了此类构件在轴压荷载作用下的受力性能,分析了墙肢高宽比对试件轴压性能的影响。同时,采用有限元软件ABAQUS分析了一字形多腔钢管混凝土短肢剪力墙的力学性能。结果表明:多腔钢管混凝土短肢组合剪力墙具有较高的承载力及良好的变形能力,随着高宽比的增大,试件承载力略有降低,位移延性系数基本不变。ABAQUS有限元分析结果和试验结果吻合良好,可以较好地模拟多腔钢管混凝土短肢组合剪力墙的轴压性能,其受力机理与矩形钢管混凝土类似,内隔板可有效约束混凝土。     

Experimental and FEA on axial behavior of rectangular multi-partition short-legged composite shear walls

完成了6个一字形多腔钢管混凝土短肢组合剪力墙的轴压试验,研究了此类构件在轴压荷载作用下的受力性能,分析了墙肢高宽比对试件轴压性能的影响。同时,采用有限元软件ABAQUS分析了一字形多腔钢管混凝土短肢剪力墙的力学性能。结果表明：多腔钢管混凝土短肢组合剪力墙具有较高的承载力及良好的变形能力,随着高宽比的增大,试件承载力略有降低,位移延性系数基本不变。ABAQUS有限元分析结果和试验结果吻合良好,可以较好地模拟多腔钢管混凝土短肢组合剪力墙的轴压性能,其受力机理与矩形钢管混凝土类似,内隔板可有效约束混凝土。