带栓钉钢板与外包混凝土剪力墙共同工作性能研究

为研究带栓钉抗剪键钢板在混凝土剪力墙中的锚固性能,进行了18个配置列阵栓钉抗剪键的内藏钢板混凝土墙板试件在单调连续加载下的推出钢板试验研究.试件设计中考虑了栓钉的直径、长度和数量,混凝土墙体厚度,钢板厚度,墙体分布钢筋配筋率等参数.在试验基础上,分析了钢板与外包混凝土之间的抗剪切极限荷载和滑移、钢板及栓钉应变、试件破坏形态等,研究了此类墙板的受力特点与破坏模式以及栓钉配置方式对墙板协调工作性能的影响.试验研究表明:在栓钉抗剪键面积一定的情况下,采用较小直径栓钉并加密栓钉的列阵布置可明显提高墙体的抗剪切承载力,在一定条件下钢板厚度的变化对承载力影响较小,内藏钢板剪力墙墙板应满足一定的厚度要求,栓钉的栓杆长径比λ应大于等于4.提出了适于内藏钢板混凝土剪力墙体设置列阵栓钉抗剪键的抗剪切承载力简化计算方法.     

抗剪连接件对内配钢板混凝土剪力墙抗震性能影响的研究

为研究抗剪连接件对内配钢板R.C.剪力墙抗震性能的影响,以9个试件在低周反复水平荷载作用下的试验结果为基础,3个有限元模型为补充,分别对试验和数值模拟结果进行对比分析,研究抗剪连接件栓钉和拉结筋对内配钢板R.C.剪力墙抗震性能的影响.研究结果表明:栓钉或拉结筋的存在可以明显提高内配钢板R.C.剪力墙的抗剪承载力和延性;同等条件下,栓钉对内配钢板R.C.剪力墙的抗剪承载力和延性的提高略优于拉结筋;随着拉结筋间距的减小,内配钢板R.C.剪力墙的承载力逐渐提高,间距达到一定程度时,提高作用趋于稳定.     

循环荷载下单面外包混凝土组合剪力墙混凝土板厚需求

钢板外包混凝土组合剪力墙（C-PSW/CE）将混凝土板外覆于钢板单侧或双侧,为钢板提供平面外约束,避免钢板过早发生屈曲,使钢板抗剪强度得到充分利用。合适的混凝土板厚是C-PSW/CE抗剪强度发挥良好的关键,强震下C-PSW/CE有良好的延性是保证结构安全的前提。采用有限元模拟方法,研究了单面外包混凝土C-PSW/CE循环荷载下的承载力和钢板屈曲后抗剪机理;分析了混凝土板厚度、钢板厚度、栓钉间距、剪力墙高宽比对单面外包混凝土C-PSW/CE抗侧力性能的影响。结果表明,混凝土板厚和栓钉间距对循环荷载下C-PSW/CE承载力劣化影响很大;较小的栓钉间距是限制C-PSW/CE承载力过度劣化的有效措施,混凝土板厚度的增加对限制C-PSW/CE承载力过度劣化起关键作用。依据108个C-PSW/CE有限元算例的模拟结果,提出了罕遇地震下承载力劣化低于15%的单面外包混凝土C-PSW/CE混凝土板厚需求。     

加劲板连接双层钢板混凝土剪力墙抗剪承载能力分析

加劲板连接双层钢板混凝土剪力墙是一种新型结构形式的组合剪力墙。为了研究加劲板连接双层钢板混凝土剪力墙的抗剪性能,采用ABAQUS有限元程序对其进行有限元模拟分析。分析了加劲板间距、跨高比、两侧钢板厚度和内填混凝土板厚度等参数对这种剪力墙抗剪性能的影响。分析结果表明:加劲板连接双层钢板混凝土剪力墙承载力高;跨度和钢板厚度是影响加劲板连接双层钢板混凝土剪力墙的主要因素,随着跨高比、钢板厚度的增大,承载力明显提高;最后基于承载力叠加原理提出加劲板连接双层钢板混凝土剪力墙承载力计算公式。     

拉结筋对内配钢板混凝土剪力墙组合作用影响的有限元模型分析

为研究拉结筋对内配钢板混凝土剪力墙的组合作用及承载力的影响,以2个带拉结筋的内配钢板混凝土剪力墙试验研究为基础,采用有限元软件ABAQUS建立了33个带拉结筋的内配钢板混凝土剪力墙有限元模型.通过与试验数据对比,在验证了有限元分析模型可行性的基础上,对带拉结筋内配钢板混凝土剪力墙的受力过程进行分析.主要分析组合墙的高宽比,配钢率,钢板局部长厚比,钢板强度,混凝土强度等参数对内配钢板混凝土剪力墙的组合作用、抗剪承载力及延性的影响.研究结果表明:当钢板与混凝土间无拉结筋时,由于钢板在屈服前发生局部屈曲,提高钢板的强度对内配钢板混凝土组合墙承载力提高不大;当内配钢板混凝土剪力墙的高宽比和配钢率不变时,随着钢板局部长厚比的减小,钢板与混凝土的组合作用率、抗剪承载力以及延性都随之提高;在内配钢板混凝土剪力墙的高宽比和钢板局部长厚比不变的条件下,随着配钢率的提高,剪力墙承载力提高,组合作用率却随之降低;配钢率的提高对高宽比为1.5的内配钢板混凝土剪力墙抗剪承载力的提高程度大于高宽比为2的剪力墙.     

两边连接钢板剪力墙与组合剪力墙抗剪性能

采用ANSYS有限元程序对两边连接钢板剪力墙与钢板组合剪力墙进行数值模拟分析.研究了不同高厚比下两边连接钢板剪力墙与钢板组合剪力墙抗剪静力性能的区别,分析了两种剪力墙的受力机理和破坏模式.结果表明:高厚比λ是影响两边连接钢板剪力墙抗剪静力性能的主要因素;高厚比较大的剪力墙所需要的能够完全限制钢板出平面方向位移的混凝土板厚度较小;预制混凝土板的存在改变了剪力墙钢板的受力模式,对薄钢板剪力墙尤为明显,钢板由拉力带承担水平荷载改变为截面受剪承担水平荷载.     

预制混凝土板对组合剪力墙抗剪静力性能的影响

采用ANSYS软件分析了预制混凝土板厚度和混凝土强度对钢板混凝土组合剪力墙承载力及初始剪切刚度的影响,通过与钢板剪力墙对比,探讨了钢板混凝土组合剪力墙的受力机理和破坏模式。研究结果表明：与钢板剪力墙相比,预制混凝土板能够有效地抑制钢板屈曲,明显地提高钢板混凝土组合剪力墙抗剪承载力及初始剪切刚度,钢板的受力形式也发生了明显的变化。     

型钢混凝土边框内藏开洞钢板组合剪力墙抗震性能

为研究型钢混凝土边框-开洞钢板-混凝土组合剪力墙的抗震性能,进行了5个不同设计参数、不同构造措施剪力墙试件抗震性能比较试验研究.各试件的剪跨比均为1.5,采用低周反复荷载加载.基于试验,对比分析了各试件的承载力、刚度、延性、滞回耗能和破坏特征等.研究表明:与普通钢筋混凝土剪力墙相比,型钢混凝土边框内藏钢板组合剪力墙承载力高、延性好、刚度退化慢、耗能能力强;适当的内藏钢板厚度可改善型钢混凝土边框内藏钢板剪力墙的抗震性能;内藏钢板厚度相同时,设拉结钢筋试件的抗震性能优于焊接栓钉的试件.基于试验提出了型钢混凝土边框内藏钢板剪力墙的承载力计算模型,计算结果与实测值接近.     

循环荷载下单面外包混凝土剪力墙栓钉剪力需求

钢板外包混凝土组合剪力墙（C-PSW/CE）由钢板和外包在钢板两侧或一侧的混凝土板组成,两者通过栓钉形成整体,栓钉可协调两者在平面内外的变形,针对C-PSW/CE栓钉剪力需求的研究较少。利用有限元模拟结果,分析了2%层间侧移内强度劣化低于15%的钢板单面外包混凝土C-PSW/CE各组件在循环荷载下的响应。分析了钢板厚度、混凝土板厚度、栓钉间距、栓钉直径及墙板高宽比对栓钉剪力的影响。在钢板弹性阶段,单个栓钉的最大剪力受栓钉间距、混凝土板厚的影响较小;当栓钉间距不变时,随着栓钉直径或钢板厚度的增大,栓钉最大剪力增大;单个栓钉最大剪力与墙板高宽比关联较大。根据36个算例的有限元模拟结果,提出了强震下钢板单面外包混凝土C-PSW/CE栓钉剪力需求预估公式。     

冷弯薄壁型钢墙体抗剪性能有限元分析

为了研究薄钢板厚度、龙骨壁厚、波纹钢板类型和开洞等参数对冷弯薄壁型钢墙体抗剪性能的影响,利用有限元软件ABAQUS对组合墙进行了数值模拟.结果表明:增加墙面板厚度和选用波纹钢板墙面板能够显著增加其抗剪承载力;骨架厚度对墙体抗剪承载力影响较小;随着波纹钢板波长和波幅的减小,墙体承载力和初始刚度增大,屈服位移减小;波纹钢板覆面板的开洞尺寸对剪力墙性能影响较大;宽高比为1∶4和1∶2时,横向波纹钢板覆面剪力墙承载力高于纵向波纹钢板覆面剪力墙.     

两边连接钢板剪力墙与钢板组合剪力墙抗剪性能

为研究两边连接钢板剪力墙与钢板组合将力墙抗剪性能,采用ANSYS有限元程序对两边连接钢板剪力墙与钢板组合剪力墙进行数值模拟分析。研究了两种不同高厚比下两边连接钢板剪力墙与两边连接钢板组合剪力墙抗剪静力性能的区别,分析了两种剪力墙的受力机理和破坏模式。研究结果表明：高厚比λ是影响两边连接钢板剪力墙抗剪静力性能的主要因素;高厚比较大的剪力墙所需要的能够完全限制钢板出平面方向位移的混凝土板厚度较小; 预制混凝土板的存在改变了剪力墙钢板的受力模式,对薄钢板剪力墙尤为明显,钢板由拉力带承担水平荷载改变为截面受剪承担水平荷载。     

单调荷载下带加劲肋钢板混凝土剪力墙力学性能有限元分析

目的 研究一种新型带加劲肋钢板的混凝土剪力墙的力学性能.方法 利用ABAQUS有限元软件在剪力墙顶端加侧向位移,针对不同参数如轴压比,剪力墙厚度,钢板厚度等的剪力墙的力学性能进行研究,分析剪力墙的承载力和屈服位移.结果 剪力墙的承载能力随着内置于剪力墙的钢板厚度,剪力墙的厚度,轴压比,混凝土强度等级的增加而增加.带加劲肋钢板的剪力墙比普通混凝土剪力墙的承载能力和屈服位移都有很大的提高,钢板对剪力墙屈服后强度的提高有很大帮助.结论 带加劲肋的钢板内置于剪力墙中能大幅度提升剪力墙的单调荷载下的力学性能.     

栓钉连接双钢板-混凝土组合剪力墙抗剪性能数值分析

双钢板-混凝土组合剪力墙结构是一种新型高层建筑抗侧力构件,具有良好的应用价值和发展前景.根据其他学者的试验结果,结合相关文献中连接件的剪切滑移公式,拟合得出抗剪栓钉的剪力-滑移关系,并通过有限元软件ANSYS建立了双钢板-混凝土组合剪力墙的有限元模型.以分析组合剪力墙的剪切性能为目的,采用相关假定简化模型并与已有试验结...     

开缝和不开缝钢板混凝土剪力墙抗剪性能研究

为了避免钢板混凝土组合剪力墙中钢板出现剪切屈曲,同时也能调整结构的刚度,通过在钢板上开竖缝,基于ANSYS有限元程序,分析钢板边长比、高厚比及侧向混凝土板厚度对未开缝钢板混凝土组合剪力墙的极限承载力和刚度的影响;研究钢板边长比、高厚比、侧向混凝土板厚度及缝间小柱高宽比对开缝钢板混凝土组合剪力墙抗剪承载能力和初始刚度的影响,比较开缝和不开缝钢板混凝土组合剪力墙的抗剪性能.结果表明:混凝土板作为侧向约束的存在显著地提高了钢板混凝土剪力墙的极限承载力;钢板开缝后其极限承载力虽有所降低,但通过改变开缝特征调节了其极限承载力和初始刚度;边长比、高厚比和钢板开缝显著地影响剪力墙的极限承载力.     

钢与轻骨料混凝土之间栓钉承载力的研究

基于14个栓钉连接件在单调荷载下的推出试验,对轻骨料混凝土中栓钉的破坏形态、抗剪承载力、荷载-滑移关系、变形能力等进行了研究,重点分析了混凝土强度、栓钉直径等参数对栓钉抗剪性能的影响.结果表明:栓钉在轻骨料混凝土中的抗剪承载力与在普通混凝土中相近;栓钉具有较好的抗剪延性与变形能力.最后,在试验的基础上,初步提出了轻骨料混凝土中栓钉抗剪承载力的经验公式.     

小剪跨比带缝剪力墙非线性分析

提出一种新型保温承重结构体系--免拆保温墙模带缝剪力墙体系.运用ANSYS三维有限元模型对小剪跨比带缝剪力墙的非线性性能进行了模拟试验研究.通过建立合理的力学模型,着重研究轴压比、混凝土强度对免拆模复合带缝剪力墙性能的影响.分析结果表明轴压变化对其承载力及其延性系数有明显影响,混凝土等级的提高使屈服荷载与极限荷载比值接近,屈强比较大,安全储备较低.且延性系数也有很大降低.     

装配式槽钢组合梁中开孔钢板连接件力学性能

为研究新型装配式双拼槽钢-混凝土组合梁中开孔钢板剪力连接件(PSP剪力连接件)的力学性能,设计7组标准试件并开展推出试验,对比分析不同参数PSP剪力连接件的受剪承载力和破坏模式。利用ABAQUS非线性有限元模型对PSP剪力连接件的破坏模式和受力机制进行数值模拟,并与试验结果对比验证计算结果的可靠性。在此基础上,进一步分析开孔钢板厚度、开孔直径、混凝土强度、穿孔钢筋及连接件间距对PSP剪力连接件力学性能的影响。结果表明：除10 mm厚度的PSP剪力连接件外,所有4 mm与6 mm厚度的PSP剪力连接件均发生明显弯曲变形,试件破坏时连接件周围混凝土均出现斜向裂缝;开孔直径和穿孔钢筋对受剪承载力和抗剪刚度影响较小,而增加开孔钢板厚度、混凝土强度能提高剪力连接件受剪承载力和抗剪刚度;对于双排PSP剪力连接件,增大连接件间距能够显著提高单排PSP剪力连接件平均承载力,当间距为250 mm时,单排平均承载力达到单个PSP剪力连接件的91.2%。根据试验及有限元荷载滑移曲线提出装配式双拼槽钢-混凝土组合梁中单个PSP连接件荷载滑移曲线计算公式,为装配式双拼槽钢混组合梁的设计提供参考。     

L形截面双钢板组合剪力墙受力性能有限元分析

双钢板组合剪力墙结构因其整体性好、刚度大、抗剪承载力高等优点而广泛应用于高层建筑.本文分析了L形截面双钢板组合剪力墙结构的受力特点,通过有限元软件ABAQUS对L形截面双钢板组合剪力墙建模分析,并将结果与试验结果进行了对比.通过有限元参数化建模,研究了轴压比、钢板厚度、钢材强度等级、混凝土强度等级、端部H型钢尺寸等主要...     

内置钢板的连梁与剪力墙节点试验

目的 为了研究内置钢板的钢筋混凝土连梁与混凝土剪力墙的组合节点的抗震性能.方法 进行了3个连梁与剪力墙节点试件在竖向低周往复荷载作用下的试验.结果 内置钢板连梁与剪力墙节点比普通钢筋混凝土连梁与剪力墙节点在承载力、变形性能、延性与耗能能力等方面有显著提高;连梁开裂破坏并形成塑性铰后,随着荷载的增大,塑性铰附近的钢板开始进入屈服状态;焊接在钢板上栓钉的布置方式对节点的承载能力和耗能能力有很大影响,对节点的变形能力影响不是很大.结论 内置钢板的钢筋混凝土连梁与混凝土剪力墙的组合节点具有良好的抗震性能,此节点形式具有良好的应用和发展前景.     

钢板带加强型型钢混凝土低矮剪力墙抗震性能试验研究

为进一步改善一字型内置竖向型钢混凝土低矮剪力墙的抗震性能,设计和完成了2个剪跨比为1.0的钢板带加强型内置竖向型钢混凝土低矮剪力墙低周往复水平加载试验,并与1个未设置钢板带的内置竖向型钢混凝土低矮剪力墙进行对比分析。试验结果表明：钢板带的设置使剪力墙的水平承载力有显著提升,极限位移角提高20%左右,满足了相关规范极限位移角大于1/100的要求;钢板带的设置使试件破坏模式发生变化,总耗能有大幅度提升;钢板带的设置要适度,不能过强,以免形成新的薄弱区。