带可更换连梁阻尼器的装配式剪力墙结构抗震性能研究

装配式剪力墙建筑结构是一种适应建筑工业化发展趋势的住宅结构形式,如何提高其抗震性能是其应用发展迫切需解决的问题。在已有连梁阻尼器的对比分析基础上,提出一种改进的多菱形孔钢板阻尼器作为装配式剪力墙结构的可更换连梁阻尼器,利用ANSYS Workbench进行参数分析及优化,进而应用于某装配式剪力墙实际工程中的弹塑性计算分析中,考察其应用可行性。分析表明,此种阻尼器能有效降低结构地震响应,减少装配式剪力墙结构的构件损伤数量,具有良好的安全性和经济性;其可更换的特性及简便的优化设计方法,非常适合装配式结构快速便捷的产业化应用需求。     

可更换钢连梁的抗震性能研究

以3个钢连梁试件为对象,采用2种不同的连接方式以及变换可更换段钢梁的截面高度,对可更换钢梁的抗震性能进行了试验研究.在抗震试验中,将钢梁分为3段,并削弱中间段,使破坏发生在中间段.考察试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性性能、耗能性能等指标.试验结果表明:试验中3个试件均发生了破坏,在连接方式相同的情况下...     

可更换钢连梁抗震性能试验研究

通过拟静力试验,研究由跨中部消能梁段和两端非消能梁段组成的可更换钢连梁的抗震性能和震后可更换能力。试验共包括4个连梁试件,采用4种不同的消能梁段与非消能梁段连接方式,分别为端板-抗剪键连接、拼接板连接、腹板-螺栓连接、腹板-结构胶连接。试验结果表明：采用端板-抗剪键连接时,连梁的塑性变形和损伤集中在消能梁段,连梁的极限塑性转角可达0.06 rad,具有稳定的滞回耗能能力;采用拼接板连接或腹板-螺栓连接时,消能梁段剪切屈服,连接处摩擦型高强螺栓有不同程度的滑移,连梁的极限塑性转角也可达0.06 rad;采用腹板-结构胶连接时,连接处结构胶开裂导致连梁脆性破坏。在连梁转角为0.02 rad加载后对消能梁段进行更换,采用端板-抗剪键连接的试件更换时间最短,而腹板-螺栓连接的试件能在更大的残余转角时更换。此外,消能梁段在较大塑性剪切变形时伴有轴向变形,导致连梁试件承受较大轴力,连梁的轴力影响需要进一步研究。     

可更换连梁抗震性能研究与应用进展

本文介绍了可更换连梁的概念与原理,总结了国内外金属耗能型、摩擦耗能型、黏弹性耗能型等不同类型可更换连梁的研究与应用进展,突破以可更换为代价实现结构功能可恢复的思路,提出"功能自恢复结构"(Self-Resilient Structure)概念,达到震后无需更换而功能即可自行恢复的目标。设计了一种功能自恢复连梁(Self-Resilient Coupling Beam),解决了剪力墙结构体系存在的根本性抗震问题,介绍了功能自恢复连梁的构造、原理及特点。     

双连梁与深连梁剪力墙结构抗震性能对比分析

依据汶川地震中双连梁剪力墙和深连梁剪力墙结构的实际震害对比,建立采用两种不同连梁结构形式的双肢剪力墙试件的有限元模型,运用有限元分析软件进行非线性计算,对比分析双连梁与深连梁剪力墙模型的破坏形态、极限承载力、滞回性能、延性及耗能能力。研究结果表明:与发生剪切型破坏的深连梁相比,双连梁屈服后剪力墙整体结构仍具有一定的抗侧变形能力,双连梁可以承受较大的塑性转角,成为剪力墙结构良好的耗能构件;双连梁剪力墙结构的位移延性及耗能能力均优于深连梁剪力墙结构,但其极限承载力和抗侧刚度较深连梁剪力墙结构低。     

高层剪力墙结构连梁抗震设计

连梁作为剪力墙结构抗震设计中的第一道防线和主要耗能构件,其设计的合理与否直接影响到建筑物抗震性能的好坏.本文探讨了高层剪力墙连梁的破坏机理及对剪力墙抗震性能的影响,并且定性的分析了抗震设计中几个存在的问题并介绍了几种性能较好的新型连粱.     

结构附加液体黏滞阻尼器抗震性能分析

以7度区某办公楼工程为例,对该结构附加黏滞阻尼器进行了弹塑性动力时程分析,结果说明,附加黏滞阻尼器的结构抗震性能得到了提高,结构符合强柱弱梁的设计概念,减震效果达到了预期的性能目标。     

多连梁剪力墙抗震性能研究

针对剪力墙结构设计中容易出现连梁剪压比不足的问题,提出多连梁的设计理念,通过设置多个连梁代替传统单连梁的方式,可以有效增大连梁的抗剪面积与跨高比,明显改善结构的抗震性能。确定多连梁截面尺寸的基本原则是结构的侧向刚度与单连梁保持不变。对剪力墙结构在多遇地震作用下进行了详细分析,全面比较了多连梁与单连梁对结构动力特性、层间位移角、侧向刚度和构件内力的影响以及对改善连梁剪压比的作用。对剪力墙结构进行了在罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,研究了多连梁剪力墙结构对最大层间位移角、塑性铰分布、抗剪承载力及结构非线性耗能能力的改善效果;采用非线性有限元法对连梁在往复地震作用下的抗震性能进行了研究。结果表明:由于多连梁跨高比大,其破坏形态从剪切破坏转化为弯曲破坏,构件的延性显著增大。     

可更换钢连梁抗震设计方法

可更换钢连梁由跨中的消能梁段和两端的非消能梁段组成,梁段之间采用可拆卸的连接方式。相比传统钢筋混凝土(RC)连梁,可更换钢连梁塑性变形能力大、耗能能力强,且震后可快速修复,能提升高层建筑的抗震韧性。在总结已有研究的基础上,系统介绍了可更换钢连梁的抗震设计方法和构造措施,可为工程设计提供参考。具体包括:消能梁段和非消能梁段部件设计,消能梁段-非消能梁段连接设计,可更换钢连梁上部的RC楼板设计,可更换钢连梁-RC墙肢节点设计,可更换钢连梁的非线性分析模型和性能状态判别准则。最后,介绍了一栋高烈度区高层建筑应用可更换钢连梁的实例。     

不同连梁双肢剪力墙结构抗震性能非线性有限元分析

在带钢连梁混合双肢剪力墙结构研究的基础上,利用有限元分析软件ANSYS对普通连梁双肢剪力墙和带组合连梁双肢剪力墙两个结构进行了非线性分析,主要从荷载—位移曲线及水平侧移曲线、承载能力和变形能力、刚度退化等方面入手,将三者抗震性能作了比较,得出结论:带钢连梁混合双肢剪力墙结构延性好,且进入塑性状态之后刚度退化更明显,有利于结构抗震,为工程设计提供有意义的依据。     

抗震剪力墙结构的连梁设计探讨

建筑工程结构中连梁是抗震剪力墙结构中第一道抗震防线,起着消耗地震能量的作用。本文结合自己多年的设计工作经验,探讨建筑工程结构中的混凝土连梁的破坏特点、研究现状和设计方法,并通过对设计方法的分析提出了自己的观点,具有参考和借鉴意义。     

带预制双连梁的装配整体式剪力墙结构抗震性能分析

采用规范方法和有限元分析方法分别对装配整体式剪力墙结构和预制双连梁的抗震性能进行分析。分析结果表明:带预制双连梁的装配整体式剪力墙结构相比普通的装配整体式剪力墙结构可有效的减小构件内力和配筋,并且由于预制双连梁具有较好的延性,使整体结构具有很好的耗能能力,降低了竖向构件在地震作用下的响应,从而提高结构的抗震性能。     

宽连梁剪力墙及其抗震性能研究

提出一种通过加大连梁两侧或单侧宽度的方式,用以解决连梁受剪承载力不足的问题。基于连梁抗弯刚度等效的原则,可以有效避免连梁刚度增大,地震作用随之增大的现象。对宽连梁剪力墙结构在多遇地震作用下的层间位移角、动力特性、侧向刚度、连梁内力等进行分析,验证了宽连梁对改善连梁剪压比的作用。对普通连梁与宽连梁构件进行了弹塑性有限元分析,将其滞回性能、骨架曲线等进行比较,证明了宽连梁的变形能力和延性明显优于普通连梁。最后,通过对剪力墙结构的弹塑性时程分析,对宽连梁在高层结构中的抗震性能进行研究。分析结果表明：通过增加连梁宽度的方式能够有效提高连梁的受剪承载能力;与相同抗弯刚度的普通连梁相比,宽连梁的跨高比增大,其转动能力、延性与耗能能力明显增强;罕遇地震作用下宽连梁剪力墙结构在最大层间位移角、塑性铰分布、连梁剪力、受剪承载力等方面均显著优于普通连梁剪力墙结构。     

新型SMA耗能连梁框架剪力墙结构抗震性能研究

钢筋混凝土框架-剪力墙结构在高层建筑结构中被广泛采用。根据延性抗震设计思想,连梁需在墙肢发生损伤前屈服以承担耗能。然而连梁跨高比较小,失效模式多为剪切破坏、属脆性破坏,耗能能力有限;且较严重的连梁损伤修复困难,影响结构地震后使用功能的快速恢复。为解决上述问题,提出在钢筋混凝土连梁中安装形状记忆合金(Shape Memory Alloy,简称SMA)阻尼器,改变连梁耗能模式。阻尼器中采用奥氏体SMA材料,地震过程中利用SMA的相变耗散地震能量,地震后由于SMA的超弹性性能,阻尼器变形可自动回复,没有残余变形。通过研究给出SMA阻尼器的关键设计参数,并将SMA阻尼器安装在一栋18层RC框剪结构的各层连梁中,进行阻尼器控制结构地震反应的参数分析,验证阻尼器控制结构地震反应的可行性。分析结果表明,连梁中设置SMA阻尼器能够有效减小RC框剪结构在大震作用下的位移反应。     

钢连梁可更换消能梁段抗震性能试验研究

通过12个可更换钢连梁中消能梁段试件的拟静力试验,研究其抗震性能。试验参数包括腹板钢材类型、梁段长度、加劲肋布置方式和加载制度。试验结果表明：试件为剪切屈服型,破坏模式为加劲肋-腹板焊缝断裂或翼缘-端板焊缝断裂;试件的超强系数平均值为1.86,大于Popov等学者的建议值1.5;试件的极限塑性转角约为0.15 rad,远大于规范AISC 341-10规定的塑性变形限值0.08 rad;梁段腹板采用低屈服钢LY225代替Q235钢时,试件的极限塑性转角增大23%,试件的累积塑性转角增大52%;加劲肋单面布设或双面布设对试件的抗震性能影响不大,但加大加劲肋间距会导致腹板提前屈曲和试件承载力退化,建议低屈服钢消能梁段的加劲肋布置按照规范AISC 341-10和GB 50011-2010对一般消能梁段的规定。在剪切往复荷载作用下,试件的轴向位移由几何位移和塑性轴向变形两部分组成,试件的塑性轴向变形与其累积塑性转角成正比。     

带自复位耗能连梁的剪力墙结构的抗震性能

为了减小强地震作用下钢筋混凝土联肢剪力墙的连梁结构损伤,实现震后结构功能的快速恢复,提出了一种兼具自复位和耗能功能的新型自复位耗能连梁。新型自复位耗能连梁在跨中安装了由形状记忆合金绞线和粘弹性耗能单元并联而成的新型复合自复位阻尼器。以一榀10层双肢剪力墙结构为例,对连梁跨中分别安装该新型自复位阻尼器的联肢剪力墙、粘弹性阻尼器的联肢剪力墙和普通钢筋混凝土连梁的联肢剪力墙进行了动力时程分析,对比分析了不同阻尼器对联肢剪力墙结构的减震效果。结果表明:地震作用下,结构变形和耗能都集中在连梁阻尼器上,但新型自复位连梁阻尼器对结构地震响应的控制效果要优于粘弹性阻尼器,新型复合连梁阻尼器在地震过程中表现出较好的自复位及耗能能力。     

连梁刚度对框支剪力墙结构抗震性能的影响

连梁刚度对框支剪力墙结构地震响应有显著影响,本文基于典型框支剪力墙结构算例,通过两种不同分析程序的对比分析,研究了结构中不同连梁刚度对结构地震响应的影响,并讨论了两种分析程序的差异,得出了一些有意义的结论,供设计时参考。     

装配式空心板剪力墙结构叠合连梁抗震性能试验研究

装配式空心板剪力墙结构的叠合连梁由预制U形混凝土模壳、模壳内后浇混凝土及水平后浇带组成。为研究其抗震性能,完成了3种跨高比、底部纵筋在墙肢内2种锚固方式并按“强剪弱弯”设计的5个连梁试件的拟静力试验,其中,跨高比为1.5和3.0的连梁试件各2个,跨高比为2.4的连梁试件1个,3个试件连梁底部纵筋锚固板锚固,2个试件连梁底部纵筋直线锚固。试验结果表明：预制U形模壳与后浇混凝土整体共同工作;达到峰值弯矩前,连梁纵筋屈服,箍筋未屈服,连梁与墙肢结合面开裂和滑移;加载结束时,连梁角部混凝土压坏、剥落;连梁为弯曲滑移破坏,但跨高比为1.5和2.4的连梁表面布满斜裂缝,跨高比为3.0的连梁的斜裂缝分布在两端约500mm高度范围内;连梁梁端弯矩-转角滞回曲线捏拢,耗能能力较差;连梁极限转角为1/40~1/28,具有很好的弹塑性变形能力;底部纵筋在墙肢内的锚固方式对连梁的抗震性能基本没有影响;连梁顶部纵筋受拉与底部纵筋受拉时的受弯承载力分别为按GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中的正截面受弯承载力公式计算值的1.10~1.34倍和1.13~1.37倍,可采用GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》的公式计算叠合连梁的受弯承载力。     

装配式空心板剪力墙结构叠合连梁抗震性能试验研究

装配式空心板剪力墙结构的叠合连梁由预制U形混凝土模壳、模壳内后浇混凝土及水平后浇带组成。为研究其抗震性能,完成了3种跨高比、底部纵筋在墙肢内2种锚固方式并按“强剪弱弯”设计的5个连梁试件的拟静力试验,其中,跨高比为1.5和3.0的连梁试件各2个,跨高比为2.4的连梁试件1个,3个试件连梁底部纵筋锚固板锚固,2个试件连梁底部纵筋直线锚固。试验结果表明:预制U形模壳与后浇混凝土整体共同工作;达到峰值弯矩前,连梁纵筋屈服,箍筋未屈服,连梁与墙肢结合面开裂和滑移;加载结束时,连梁角部混凝土压坏、剥落;连梁为弯曲滑移破坏,但跨高比为1.5和2.4的连梁表面布满斜裂缝,跨高比为3.0的连梁的斜裂缝分布在两端约500 mm高度范围内;连梁梁端弯矩-转角滞回曲线捏拢,耗能能力较差;连梁极限转角为1/40～1/28,具有很好的弹塑性变形能力;底部纵筋在墙肢内的锚固方式对连梁的抗震性能基本没有影响;连梁顶部纵筋受拉与底部纵筋受拉时的受弯承载力分别为按GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中的正截面受弯承载力公式计算值的1.10～1.34倍和1.13～1.37倍,可采用GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》的公式计算叠合连梁的受弯承载力。     

连梁对联肢剪力墙抗震性能影响研究

由于在地震中联肢剪力墙结构发挥着重要作用,本文利用MIDAS GEN8.0有限元分析软件建立了双肢力剪墙有限元分析模型,并通过静力弹塑性分析,研究了连梁刚度对双肢剪力墙结构延性和结构耗能的影响,探讨了在连梁刚度变化过程中结构承载力和破坏位移的变化规律。此研究对现实结构设计与优化有着指导意义。