灌芯装配式混凝土大板剪力墙抗震性能数值模拟

灌芯装配式混凝土大板剪力墙是一种新型装配式剪力墙,能够大幅度降低工程造价,具有广阔的市场前景,故对该种形式剪力墙的抗震性能的研究具有重要意义。本文利用ABAQUS有限元分析软件对灌芯装配式混凝土大板剪力墙进行了数值模拟,将模拟结果和试验骨架曲线、试验过程中墙体破坏形态进行了对比分析。同时,系统分析了轴压比、边缘构件配筋率、墙身配筋率以及墙身底部水平钢筋的间距对灌芯装配式混凝土大板剪力墙受力性能的影响。分析结果表明:模拟计算结果与试验结果吻合;轴压比、边缘构件配筋率能显著影响构件的承载力和变形能力;墙身配筋率、墙身底部水平钢筋的间距对构件无显著影响。     

灌芯装配式混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为了验证灌芯装配式混凝土剪力墙的抗震性能,按照1∶1比例设计制作了1个足尺现浇剪力墙构件和3个组合方式不同的装配式剪力墙构件。试验过程中按照轴压比0.3对构件施加竖向荷载,并同时施加水平方向低周反复荷载。试验研究表明,灌芯装配式混凝土剪力墙构件的破坏过程和破坏形态与现浇剪力墙构件相似,极限承载力基本相当。现浇剪力墙构件破坏的层间位移角为1/54,3个灌芯装配式混凝土剪力墙构件破坏的层间位移角为1/54,1/60,1/71,远大于《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)中规定的弹塑性层间位移角限值。试验过程中,墙身竖向钢筋的连接未发生破坏,穿孔插筋方式的边缘构件配筋方式能够保证竖向装配单元间的有效连接。     

灌芯装配式混凝土大板剪力墙抗震性能试验研究

为了研究灌芯装配式混凝土大板剪力墙的抗震性能,按1∶1比例足尺设计制作了4片剪力墙试件,其中试件SW-1和试件SW-3为两片不同配筋形式的现浇剪力墙构件,试件SW-2和试件SW-4为两片不同配筋及构造形式的灌芯装配式混凝土大板剪力墙构件,试件SW-1和试件SW-2配筋形式相同,试件SW-3和试件SW-4配筋形式相同。试验过程中,构件按照0.2的轴压比施加竖向荷载,并施加水平方向低周反复荷载。试验研究表明:灌芯装配式混凝土大板剪力墙层间位移角满足GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》的要求,具有较好的耗能能力;灌芯装配式混凝土大板剪力墙灌孔处新、旧混凝土结合较好,没有出现明显的滑移,说明二者可以共同工作;灌芯装配式混凝土大板剪力墙的破坏过程和破坏形态与相同配筋形式的全现浇混凝土剪力墙相似,抗震性能相当。     

装配式空心混凝土剪力墙抗震性能有限元模拟

装配式建筑成为现在建筑行业的趋势,同时为了满足节能以及减轻自重的需求,本文研究装配式空心混凝土剪力墙的抗震性能。共采用4个不同构造的剪力墙有限元模型,第一组是都有后浇边缘构件的实心混凝土剪力墙和空心混凝土剪力墙,第二组是普通实心混凝土剪力墙和在构件边缘有孔洞的空心混凝土剪力墙,用ABAQUS软件进行有限元分析。结果表明,空心混凝土剪力墙不仅可以满足抗震性能要求,还可以节省材料。     

装配式粉煤灰混凝土剪力墙的抗震性能模拟

粉煤灰混凝土具有节约资源,提高混凝土工作性能的优点。为研究粉煤灰混凝土剪力墙抗震性能,本文以普通混凝土装配式剪力墙模型为基础,建立粉煤灰取代量为30%的剪力墙有限元模型,用大型通用有限元软件ABAQUS进行低周反复荷载模拟。同时考察轴压比、边缘构件配筋率、墙身配筋率等参数对模型的影响。结果表明,粉煤灰混凝土剪力墙同样满足抗震性能要求。     

装配式混凝土剪力墙抗震性能探微

正在国家绿色发展战略下,建筑业正在朝着绿色建筑、节能建筑方向转型发展,装配式建筑受到建筑行业大力推进。装配式混凝土剪力墙是当前我国高层住宅建筑的抗侧力构件,较之传统现浇混凝土结构,其拥有着良好抗震性能与受力性能。     

灌芯装配式混凝土剪力墙竖向分布钢筋搭接试验

为了验证灌芯装配式混凝土剪力墙竖向分布钢筋搭接连接方法的可行性,按照100%的钢筋搭接接头率,依据混凝土规范规定的要求设置钢筋的搭接长度,设计制作了16个预制混凝土钢筋搭接连接试件。考虑钢筋直径和搭接长度的影响因素,完成了试件的单向拉伸试验,得到了构件钢筋搭接连接的破坏模式及各因素的影响规律。试验研究表明,按照混凝土规范中钢筋搭接长度计算公式计算的搭接长度满足设计要求,此种连接方式性能可靠且施工简便,适合预制装配式混凝土结构构件的钢筋连接。     

装配式型钢混凝土剪力墙抗震性能有限元研究

本文研究一种新型装配式型钢混凝土剪力墙,采用有限元软件ABAQUS分别建立了现浇混凝土剪力墙、边缘构件中型钢贯通的现浇混凝土剪力墙、灌浆套筒连接预制剪力墙、灌浆套筒连接边缘构件中型钢贯通预制剪力墙和灌浆套筒连接边缘构件中型钢非贯通预制剪力墙共5种剪力墙结构模型。分别对这些剪力墙模型进行低周反复加载模拟分析,对比分析结构的滞回曲线和骨架曲线等抗震性能。分析结果表明:对于同样内置型钢的剪力墙,采用装配式连接方式与现浇连接方式的剪力墙抗震性能基本相同;与无内置型钢的现浇剪力墙和由灌浆套筒连接的剪力墙相比,型钢剪力墙由于在边缘构件中内置型钢,其抗剪承载力明显提高,滞回曲线更为饱满,更加有利于抵抗地震作用。     

装配式混凝土梁柱节点抗震性能试验与数值模拟

为研究不同螺栓强度等级对新型装配式半刚性混凝土梁柱节点抗震性能的影响,分别对螺栓等级为5.6级和8.8级的梁柱节点进行了足尺试验,分析了节点的滞回曲线、骨架曲线、割线刚度、等效黏滞阻尼系数等抗震性能指标,并基于ABAQUS有限元软件对现浇节点和5.6级螺栓连接的试验节点进行了数值模拟。结果表明:基于5.6级和8.8级螺栓连接的半刚性梁柱节点均具有良好的抗震性能和耗能能力,2组梁柱节点构件的刚度均随着位移等级的增加而逐渐降低,与5.6级螺栓连接的节点相比,8.8级螺栓连接的节点刚度退化速率较快,且正向加载下5.6级螺栓连接节点的极限承载力为8.8级螺栓连接节点的85.42%,负向加载下5.6级螺栓连接节点的极限承载力为8.8级螺栓连接节点的83.68%; 有限元模拟结果具有较高的准确性,能够很好地反映节点构件的抗震性能; 与现浇节点对比发现,现浇节点在耗能能力方面比试验节点好,但试验节点的极限承载力要优于现浇节点; 所得结论可为装配式半刚性梁柱结构的抗震设计提供依据,为新型装配式梁柱节点构件的发展及应用提供参考。     

装配式剪力墙水平接缝新式连接抗震性能模拟

为了进一步探究装配式剪力墙的连接装置,本实验设计一水平接缝,在坐垫层处使用钢板进行焊接连接,本实验共有4个数值模型,共有两种连接形式,每一种形式采用相同的钢板厚度,在有无添加侧向钢板的条件下,研究试件在低周往复水平荷载的抗震情况。结果表明：各模型的滞回曲线形状相似,延性和耗能能力较好,刚度退化较慢,所设计的连接装置对剪力墙的抗震性能有一定的影响。     

装配式多层混凝土剪力墙结构抗震性能研究

本文针对装配式多层混凝土剪力墙结构的抗震性能进行了深入研究。由于拼缝的影响,装配式剪力墙结构的受力特点与现浇剪力墙结构存在一定差异,按现浇结构方法设计的装配式剪力墙结构未必满足结构性能"等同现浇"或"接近现浇"的设计目标。为了深入研究该类结构的抗震性能,必须要对其在地震全过程的性能进行详细的分析和对比研究。为此,本文采用两种常见的墙体连接方式——螺栓连接、锚环连接,根据相关试验研究结果,建立准确的计算模型,考虑不同连接方式中拼缝的影响,提出合适的整体分析方法。采用这种分析方法,对各类装配式剪力墙结构算例进行小震和大震下的抗震性能分析。基于试验研究及数值分析结果,提出了装配式多层剪力墙结构的抗震设计方法,并体现在中国工程建设标准化协会标准《装配式多层混凝土结构技术规程》的相关规定中。     

装配式开洞钢管混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为研究洞口偏置装配式钢管混凝土组合剪力墙结构的抗震性能,对3片两层单跨缩尺比为1∶3的开洞剪力墙进行了拟静力试验。剪力墙的主要变化参数为洞口位置,洞口偏心率分别为0、30%、60%,对比分析了剪力墙的承载能力、滞回性能、耗能性能及刚度退化等。研究结果表明:洞口偏置导致正负向加载时剪力墙的承载力、刚度、延性以及连梁受力不同;洞口偏心率为0和30%的剪力墙,表现出较好的抗震性能,随着偏心率的增大,剪力墙的承载力、延性及耗能能力均显著降低,刚度退化快;当2个墙肢截面高度相差3倍以上时,含钢管混凝土暗柱的小墙肢会过早出现受拉破坏,为此应避免开边洞情况。     

考虑灌浆缺陷的装配式混凝土柱抗震性能数值模拟

使用弹簧单元和考虑缺陷的钢筋灌浆料粘结滑移模型,建立了考虑缺陷影响的装配式混凝土柱的有限元模型。为了证明该数值模型的有效性,将模拟结果与试验结果进行了验证,分析了所用方法的有效性和不足。基于所建模型,针对试件的承载力与延性,分析了循环荷载作用下灌浆缺陷对装配式混凝土柱的性能影响。结果表明:数值模拟方法能较好地模拟灌浆缺陷对装配式混凝土柱的性能影响。单调荷载作用下,在弹性阶段,灌浆缺陷对装配式混凝土柱的承载力、刚度和延性等影响不大;在塑性阶段,灌浆缺陷会导致装配式混凝土柱的承载力下降,延性降低。循环荷载作用下,在弹性阶段,灌浆缺陷对装配式混凝土柱的承载力、刚度和延性影响不大;在塑性阶段,灌浆缺陷导致装配式混凝土柱的承载力下降,刚度退化程度更剧烈,延性降低。     

复合配筋混凝土剪力墙抗震性能数值分析

通过给暗柱配置预应力钢绞线,墙身配置普通钢筋的复合配筋方式设计了3面复合配筋预应力钢绞线剪力墙,并设计了1面普通钢筋混凝土剪力墙进行对比。基于Diana有限元分析软件对两种墙体进行了拟静力分析,对比研究了暗柱不同配筋形式及轴压比对剪力墙滞回性能、承载性能、变形性能、刚度退化、耗能能力及裂缝开展的影响。结果表明：与普通钢筋混凝土剪力墙相比,复合配筋预应力钢绞线剪力墙可以有效地提高构件的承载性能,并抑制裂缝的开展;随着轴压比的增大,构件承载力有所提升,但延性显著下降。     

错列开洞钢筋混凝土剪力墙抗震性能数值模拟

为探究错列开洞剪力墙的抗震性能,通过有限元软件ABAQUS对错列开洞剪力墙抗震试验进行数值模拟,通过试验结果验证所建立精细化有限元模型的准确性。基于已验证的有限元模型开展参数分析,研究剪跨比、轴压比、开洞率以及有无附加纵筋等参数对错列开洞剪力墙抗震性能的影响。结果表明:不考虑轴压比时,剪跨比较大的剪力墙主要破坏于底部翼缘及墙体; 随着剪跨比的提高,剪力墙的峰值荷载减小,延性提高; 随着轴压比的提高,剪力墙的延性降低,峰值荷载先增加后减小,且峰值荷载的拐点在轴压比为0.2～0.5之间; 剪力墙的峰值荷载和延性随开洞率的提高而降低; 考虑附加纵筋时,若错列开洞剪力墙的开洞率较小且满足规范基本要求时,可以按照无洞口剪力墙计算其承载力; 考虑了附加纵筋影响的错列开洞剪力墙具有较好的承载力和延性,无附加纵筋的错列开洞剪力墙应力集中现象较严重; 开洞率较小时,剪力墙底部是薄弱区域,以剪切破坏为主; 开洞率较大时,剪力墙受到不协调的变形作用而发生破坏。     

装配式剪力墙结构抗震性能分析

装配式混凝体结构已成为建筑发展的趋势,根据沈阳丽水新城装配式剪力墙结构在实际应用过程中外墙版出现的问题。运用PKPM的SATWE分析以及MIDAS/GEN的静力弹塑性分析验证整体结构在多遇地震下与罕遇地震下的可靠性。     

装配式空心剪力墙抗震性能研究

对4个装配式空心剪力墙试件进行拟静力试验,模拟了不同的轴压比和剪跨比对试件抗震性能的影响。通过低周往复加载试验得到试件的滞回曲线,并分析其延性、耗能性能和刚度特征。试验结果表明:装配式空心剪力墙的抗震性能和普通钢筋混凝土剪力墙抗震性能相似,且空心孔洞和水平拼接缝不会削弱墙体的受力性能,各个试件均表现出良好的延性和耗能能力,因此可以通过提高水平拼接缝的位置改善墙体抗震性能。