短肢剪力墙结构的弹塑性能研究

短肢剪力墙结构的弹塑性性能与其墙肢高厚比、混凝土等级、连梁跨高比、轴压比等参数有关。在短肢剪力墙结构的设计中应综合考虑这些参数的影响。本文分析了如何合理地选择这些参数，并且合理设计连梁，合理控制连梁的正截面受弯承载能力，保证连梁的屈服先于墙肢的屈服，从而达到取得较好弹塑性性能的结构体系。     

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。     

短肢剪力墙的弹塑性性能拟试验研究

基于一试验模型,采用等代框架的有限元方法,应用带刚域的弹塑性杆单元来模拟短肢剪力墙的连梁进行模拟试验研究,对比分析计算结果与试验结果。对轴压比、墙肢高厚比、连梁跨高比等参数不同的短肢剪力墙进行了弹塑性分析,研究了这些参数对短肢剪力墙弹塑性性能的影响。结果表明,在墙肢截面和配筋率一定时,随着轴压比的增加,短肢剪力墙的承载能力提高,位移增大;而在墙肢高度不变时,随着墙肢高厚比的增加,短肢墙的承载力降低,位移结果离散;在连梁跨度不变情况下,随着跨度增加,短肢剪力墙承载力降低,延性增大。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。     

对称双肢短肢剪力墙的低周反复荷载试验研究

介绍了两榀对称双肢短肢剪力墙的拟静力试验,研究了短肢剪力墙的破坏形态、滞回特性和整体性系数对其弹塑性性能的影响。试验结果表明,短肢剪力墙是一种强肢弱梁型的联肢墙,连梁的屈服先于墙肢的屈服,且连梁屈服后,由于内力重分布的作用,使材料的性能得到充分的发挥。短肢剪力墙结构具有较好的延性和耗能能力。对于层数、层高、墙肢尺寸、材料及配筋都相同的短肢剪力墙,其承载能力随整体性系数的增加而增加,而延性却随之减小。     

简析高层剪力墙结构连梁的设计

高层剪力墙结构连梁的作用主要是耗能,可以促使墙肢内力得到减少,墙肢屈服得到延缓。在剪力墙结构抗震设计中,连梁是非常重要的一个组成部分,需要合理设计,提升建筑物整体的抗震性能。本文简要分析了高层剪力墙结构连梁的设计,希望可以提供一些有价值的参考意见。     

短肢剪力墙结构抗震性能及改善方法研究

短肢剪力墙结构由于布置灵活,能充分发挥墙肢的承载力,从而节约材料,特别适用于高层住宅建筑,但短肢剪力墙结构抗震性能较差。采用Nosa CAD软件对短肢剪力墙结构进行弹塑性时程分析,研究其在7度罕遇地震作用下的抗震性能,并通过提高墙身配筋率及采用耗能连梁改善结构抗震性能。分析结果表明:在罕遇地震作用下,提高墙身配筋率能明显减轻剪力墙的损伤;采用耗能连梁,结构基本动力特征几乎不变,耗能连梁可以耗散结构部分能量,大幅减少结构中屈服和压碎梁的数量,且耗能连梁的损伤集中于可更换的连梁阻尼器部位,便于震后修复更换。     

高层剪力墙结构连梁设计的探讨

混凝土构件连梁在地震中起到了一种耗能的作用，对减少墙肢内力、延缓墙肢　屈服有着重要的作用。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。     

部分包覆组合剪力墙结构弹塑性时程分析

为研究部分包覆组合剪力墙(PEC剪力墙)结构的抗震性能,设计了一幢18层装配式PEC剪力墙高层住宅模型,编写Python程序实现弹性模型到弹塑性模型的自动转化,并利用ABAQUS软件进行地震作用下动力弹塑性时程分析。结果表明:罕遇地震作用下,纵向楼层的连梁逐渐进入屈服状态,塑性得到充分发展,横向楼层的连梁和框架梁基本未出现屈服;底部加强区采用提高钢板厚度等措施,保证了连梁先于墙肢出现屈服,少量墙肢混凝土出现受压损伤现象,累积损伤符合预期;墙肢内配置的型钢在整个时程作用中并未屈服。结构X向最大弹塑性层间位移角为1/112,发生在第14层; Y向最大层间弹塑性位移角为1/156,发生在第10层,两个方向位移角均小于1/70,满足结构对弹塑性层间位移角的限值要求,具有良好的抗震性能。     

低周反复荷载下短肢剪力墙抗震性能研究

研究了钢筋混凝土短肢剪力墙(RC-SLW)在低周反复荷载下的整体工作性能、破坏形态和滞回特性。结果表明:短肢剪力墙是一种强肢弱梁型的联肢墙,连梁的屈服先于墙肢的屈服,该结构具有较好的耗能能力和延性,为其推广使用提供了依据。     

双肢型钢混凝土短肢剪力墙抗震性能试验及数值模拟

通过一榀双肢实腹式型钢混凝土短肢剪力墙模型试件的低周反复荷载试验,揭示该类双肢墙的破坏机制及抗震性能.试验结果表明:试件从型钢混凝土连梁屈服形成塑性铰,再到墙肢屈服发生破坏;试件延性系数、等效黏滞阻尼系数分别为3.58和0.191,表明该类双肢墙结构的破坏表现为强墙肢弱连梁型,具有较好的抗震性能.考虑到连梁破坏时只有少许黏结裂缝,兼顾双肢墙结构计算效率,有限元建模时不考虑型钢界面黏结滑移影响,计算结果可满足工程要求.采用型钢混凝土梁连接的型钢混凝土短肢剪力墙抗震性能要优于钢筋混凝土梁.     

后张无粘结预应力混合装配式短肢剪力墙静力弹塑性分析

研究了预应力度、连梁特性及墙肢特性等设计参数对后张无粘结预应力混合装配式短肢剪力墙抗侧性能的影响,并提出了设计建议.利用非线性有限元软件DRAIN-2DX中的纤维单元、梁柱单元、连接单元及自编的05单元,建立了后张无粘结预应力混合装配式短肢剪力墙的非线性有限元模型.使用静力弹塑性分析及能力谱法对新型剪力墙进行了多参数分析.新型剪力墙中因采用了后张有阻尼干性连接,具有了自恢复能力,即最终的残余变形很小.墙肢翼缘宽度、肢长、预应力筋面积的增加可大幅提高新型剪力墙的抗侧能力.研究表明,通过合理的参数选择,可使后张无粘结预应力混合装配式短肢剪力墙获得良好的抗侧能力.     

双阶屈服钢连梁联肢剪力墙体系的小震消能减震设计方法

提出了一种应用于联肢剪力墙体系的新型钢连梁,称之为双阶屈服消能钢连梁,并且在此基础上提出了基于小震消能的双阶屈服钢连梁联肢剪力墙体系的抗震设计方法。该新型钢连梁由两部分并联而成,分别是发生剪切屈服的核心板梁和发生弯曲屈服的外套箱形梁。在小震作用下,剪切屈服板梁进入塑性,发挥消能减震作用,弯曲屈服梁保持弹性从而保证结构的整体刚度。在中震及大震作用下,剪切屈服梁和弯曲屈服梁同时进入塑性,发挥更大的消能作用,使主体结构免遭过大的地震损伤。在合理考虑第1阶屈服力和第2刚度与第1刚度比的基础上,提出了针对双阶屈服钢连梁联肢剪力墙体系的小震消能减震设计方法.根据该方法设计了一个20层的双阶屈服消能钢连梁联肢墙结构,最后通过弹塑性时程分析验证了该方法的合理性。     

连梁内设置竖向变形阻尼器的耗能剪力墙体系减震分析与设计

将钢筋混凝土联肢剪力墙在连梁跨中开缝,在缝中设置沿竖向变形的钢阻尼器,从而形成耗能联肢剪力墙体系。在强震作用下,耗能剪力墙中的阻尼器一方面适当削弱联肢剪力墙刚度以降低地震作用,另一方面阻尼器屈服后可耗散部分地震能量,从而减小墙肢及连梁的塑性损伤。将阻尼器与连梁组合为等效连梁,运用等效连续化方法对耗能剪力墙体系的刚度特性与阻尼特性进行了简化分析,对耗能剪力墙体系的减震机理进行了论证,并推导出体系关键参数的计算式。以阻尼器延性系数和联肢墙耦合比为设计控制指标,提出了该耗能剪力墙体系基于性能/需求的设计方法。设计实例表明：所提出设计方法简便可行;在参数设计合理的情况下,建议的耗能剪力墙体系具备良好的减震效果。     

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。     

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。     

钢板混凝土联肢组合剪力墙结构抗震设计方法及试验研究

钢板混凝土联肢组合剪力墙是一种具有"双重防线机制"的优良抗震结构体系,其理论研究已经滞后于工程实践的发展,传统的基于强度的抗震设计方法难以从抗震耦合机制层面解决连梁和组合墙肢的匹配问题。为此提出以耦连比为基本设计参数,以连梁-墙肢"双重防线机制"为性能目标的钢板混凝土联肢组合剪力墙抗震设计方法。基于此方法,设计原型结构,并按原型结构底部五层的联肢墙设计制作1∶4缩尺试件,对试件施加往复荷载,考察试件的整体屈服机制。试验结果表明,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,实现了连梁-墙肢"双重防线机制",验证了该设计方法的合理性。     

Seismic design method and experimental study of composite steel plate-concrete coupled shear wall systems

钢板混凝土联肢组合剪力墙是一种具有“双重防线机制”的优良抗震结构体系,其理论研究已经滞后于工程实践的发展,传统的基于强度的抗震设计方法难以从抗震耦合机制层面解决连梁和组合墙肢的匹配问题。为此提出以耦连比为基本设计参数,以连梁-墙肢“双重防线机制”为性能目标的钢板混凝土联肢组合剪力墙抗震设计方法。基于此方法,设计原型结构,并按原型结构底部五层的联肢墙设计制作1∶4缩尺试件,对试件施加往复荷载,考察试件的整体屈服机制。试验结果表明,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,实现了连梁-墙肢“双重防线机制”,验证了该设计方法的合理性。     

高层短肢剪力墙结构设计

短肢剪力墙结构是适应建筑要求而形成的特殊的剪力墙结构.在短肢剪力墙结构设计中,建筑平面外边缘及角点的墙肢、底部外围的小墙肢、连梁等是短肢剪力墙结构的薄弱环节.对这些薄弱环节应加强概念设计和抗震构造错施.     

双阶屈服钢连梁联肢墙的参数设计和布置研究

提出了一种应用于联肢剪力墙体系的新型钢连梁,称之为双阶屈服消能钢连梁。该新型钢连梁包含两部分;发生剪切屈服的核心板梁和发生弯曲屈服的外套箱形梁。在小震作用下,剪切屈服板梁进入塑性,发挥消能减震作用,弯曲屈服梁保持弹性从而保证结构的整体刚度。在中震及大震作用下,剪切屈服梁和弯曲屈服梁同时进入塑性,发挥更大的消能作用,使主体结构免遭过大的地震损伤。双阶屈服钢连梁联肢墙体系作为一种高性能减震结构体系,与传统的混凝土连梁联肢墙体系相比,其刚度和承载力贡献都有较大的提高,并且双阶连梁的附加阻尼比贡献率在小震、中震和大震下可以分别达到28%、44%和72%。联肢墙的耦联比体现了连梁对墙肢约束作用,不同耦联比的联肢墙结构的连梁剪力沿层高分布形式不同。针对3种不同耦联比的联肢墙分析了双阶屈服钢连梁的参数设计方法和建议的布置形式,并在这些建议布置模式下,对比了普通钢连梁结构和双阶连梁结构在小震下的附加阻尼比,大震下各连梁的延性系数等指标,体现了双阶屈服钢连梁对结构的消能贡献和损伤控制。     

钢筋混凝土异形柱框架-短肢剪力墙结构参数分析

针对异形柱框架-短肢剪力墙这种新型结构体系,采用动力和静力弹塑性分析方法,系统研究了罕遇地震下轴压比、短肢墙纵向配筋率及墙体截面高厚比等参数对整体结构抗震性能的影响．研究结果表明,该结构体系的抗震能力及延性随着底层墙、柱轴压比的减小,短肢墙配筋率的增大而显著提高;墙体截面高厚比不仅是结构体系的评判标准,也是影响结构延性的一个重要参数．通过参数分析,为异形柱框架-短肢剪力墙结构的合理设计提供了参考和依据．