基于屈服点谱的钢筋混凝土框架-剪力墙结构抗震设计

以设防地震下"生命安全"和罕遇地震下"防止倒塌"为结构性能目标,采用结构位移角和墙肢基底塑性转角为性能控制指标,对钢筋混凝土框架-剪力墙结构进行基于位移的抗震设计。通过等效单自由度体系,估计框架-剪力墙结构体系第一振型的等效屈服位移,并利用加速度反应谱构造考虑非弹性需求的屈服点谱,确定结构最大基底剪力。总框架与总剪力墙承担的基底剪力比例可人为假定,各墙肢所承担的弯矩值按与墙肢实际或等效截面高度的平方成正比进行分配。以某10层钢筋混凝土框架-剪力墙结构为例,详细阐述了建议方法的设计过程,并利用PERFORM-3D软件对其进行动力时程分析,通过分析结果与设计预期的对比,表明了该设计方法对一定层数范围内的结构非弹性性能设计,具有一定的参考意义。     

局部填充构造对新型装配整体式混凝土剪力墙结构整体性能影响分析

系统计算分析了新型高层装配整体式混凝土剪力墙结构局部填充轻质材料的常用构造做法对结构整体性能的影响。从单片墙到联肢墙,再到具体工程实例,对比分析了不同填充构造、不同计算模型、不同高宽比的剪力墙结构在地震作用下的刚度、层间位移角、层剪力和墙肢内力的差异。分析结果表明,地震作用下目前常用的预制结构填充构造对整体结构刚度和墙肢内力影响较大,在设计中不应简单忽略,并对改进方法提出了建议。     

RC框架-剪力墙结构的框架地震层剪力分配

我国《建筑抗震设计规范》与《高层建筑混凝土结构技术规程》关于框架-剪力墙结构地震层剪力分配的规定是依据设计经验提出来的,并没有考虑框架与剪力墙各自抗侧刚度比值的影响,因而较为笼统,明显欠缺合理性。连续化分析方法中框架-剪力墙结构的刚度特征值是表征框架-剪力墙受力和变形的重要指标。本文采用静力弹塑性分析（Pushover）方法和动力弹塑性时程分析方法对刚度特征值为1.0～4.5的8栋框架-剪力墙结构进行了全过程研究,得到了多遇、基本和罕遇地震作用下不同刚度特征值的框剪结构楼层剪力分配,以及罕遇地震下剪力墙刚度退化对楼层剪力分配的影响,并给出了框架层剪力分配公式供设计参考。     

内置短肢剪力墙结构抗震性能分析

结合一栋25层住宅,分别按普通剪力墙和内置短肢剪力墙两种结构体系进行多遇地震下的弹性分析与罕遇地震下的弹塑性分析,通过对比层间位移角、基底剪力、塑性铰发展情况和滞回曲线等性能参数来比较两种结构体系的抗震性能。分析结果表明,内置短肢剪力墙具有抗扭刚度好、抗侧刚度较小、层间剪力小等特点,在抗震性能方面有独特的优势。     

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。     

框架-剪力墙结构中避免剪力墙墙肢偏心受拉的设计调整

工程设计人员在框架-剪力墙结构的设计中,往往发现部分剪力墙的墙肢即使在多遇地震作用的组合下也会处于偏心受拉状态,且这一现象较为普遍。双肢剪力墙中剪力墙的墙肢出现小偏心受拉时,可能会在墙肢底部出现水平通缝,出现大偏心时也会造成剪力墙刚度退化。本文通过对工程案例中的剪力墙连梁刚度折减系数、墙肢长度、剪力墙洞口大小及墙厚等设计因素的调整,探讨了避免受拉现象产生的途径,以期降低剪力墙偏心受拉对结构安全性的不利影响。研究表明:随着剪力墙承担的倾覆力矩增大,剪力墙墙肢的偏拉程度越发严重;在结构设计中,考虑剪力墙相邻墙肢的整体作用更为合理。     

底部框架-抗震墙房屋框架地震剪力的计算

对底部框架 -抗震墙房屋框架所承担的地震剪力计算方法进行了讨论。指出当底部只有一层框架 -抗震墙以及底部有两层框架 -抗震墙 ,但其抗震墙高宽比h b≤ 1时 ,框架承担的地震剪力可按各抗侧力构件的侧向刚度比例分配。而对于抗震墙 1相似文献   

考虑等效模量法的短肢剪力墙结构的地震反应分析

为研究短肢剪力墙结构在地震激励作用下的地震反应,以钢筋与混凝土协同作用计算出的整体结构的等效模量方法为依据,对某实际短肢剪力墙结构试验设计模型建有限元模型,采用通用有限元ANSYS软件进行反应谱分析与时程反应分析。研究结果表明:基于"等效模量法"的计算结果可靠、准确,可揭示结构的薄弱环节;设置阻尼器可有效减小地震反应;T型短肢剪力墙比L型短肢剪力墙的抗震性能强。     

连系梁对双肢剪力墙弹塑性性能的影响

一、概述钢筋混凝土双肢剪力墙具有良好的抗震性能,不仅是由于它有很强的墙肢,而且还因为它有连系梁。通过连系梁对墙肢的约束,双肢剪力墙在弹性阶段的抗弯刚度可以比两个单独墙肢提高2～5倍,抗弯强度也可达到两个单独墙肢的2～3倍左右。在地震作用下,连系     

短肢PEC组合剪力墙的数值模型及公式拟合

PEC组合剪力墙是一种新型装配式剪力墙,具有承载力高、延性好、构造简单等优点。首先,基于纤维模型、部分约束混凝土及钢材的精确本构关系,研究了短肢PEC组合剪力墙弯曲变形及剪切变形的计算方法,在此基础上编制了短肢PEC组合剪力墙荷载-位移曲线的数值计算程序,并通过与已有试验及有限元分析结果的对比验证了该程序的准确性。然后,基于该程序对6480个不同截面参数的剪力墙进行了数值计算,分析了轴压比、剪跨比、含钢率、材料强度等关键参数对PEC组合剪力墙等效抗弯刚度和极限位移角的影响,拟合了短肢PEC组合剪力墙等效抗弯刚度及极限位移角的计算公式。对拟合公式的统计分析表明,等效抗弯刚度和极限位移角的计算公式满足精度要求,可用于指导短肢PEC组合剪力墙的设计。最后,基于规范对剪力墙结构弹塑性位移角限值的规定,提出了短肢PEC组合剪力墙轴压比限值的计算公式。     

对称双肢短肢剪力墙的拟静力试验研究

介绍了5榀肢强系数不同,整体性系数相同,墙肢为T形截面的8层对称双肢短肢剪力墙在竖向力和反复水平力共同作用下的模型试验。试验结果表明,短肢剪力墙有很好的抗震性能,墙肢没有反弯点,具有强墙肢弱连梁的特点,当墙肢愈强时,即肢强系数愈小时,其侧向刚度、承载力愈大,但延性有所降低。可见,短肢剪力墙的受力性能与联肢剪力墙是一致的,因此本文认为,《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2002)把短肢剪力墙的抗震等级提高一级的规定是没有必要的。同时试验结果也进一步验证了短肢剪力墙的定义,并指出我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2002)中将墙肢截面高厚比为5~8的剪力墙定义为短肢剪力墙的定义不够准确。     

框支短肢剪力墙结构转换梁受力性能研究

为研究转换梁截面轴力的分布规律以及影响其截面轴向力分布的因素,分别对框支单肢短剪力墙和框支双肢短剪力墙结构在竖向荷载作用下的受力性能进行分析,并考虑转换梁上不同的剪力墙墙肢截面高度和转换梁跨度的影响。计算分析结果表明,由于转换梁与上部剪力墙存在共同作用,导致转换梁部分梁段截面出现了轴向压力,这说明实际工程中对转换梁按偏心受拉构件进行截面设计并不能保证其安全,其配筋设计需深入研究。     

短肢剪力墙墙肢轴压比限值研究

基于界限破坏时的内力平衡条件,详细推导了L形钢混凝土短肢剪力墙轴压比限值的理论计算公式,对工程中较优截面,按照规范规定配筋率等进行计算,对现行规范中关于短肢剪力墙的轴压比限值提出了建议,并以此类推,对其T形截面,一字形截面给出轴压比限值建议值.     

型钢混凝土短肢剪力墙的研究现状和展望

对短肢剪力墙结构和型钢混凝土结构的特点进行了评述,从而引出型钢混凝土短肢剪力墙结构,总结了国内外型钢混凝土短肢剪力墙研究成果,提出有待进一步研究的问题。     

考虑弯剪耦合作用的RC剪力墙拟静力试验研究

剪力墙结构在水平地震作用下受力与框架柱有很大的不同,无反弯点,弯矩与剪力的耦合作用贯穿整个墙体。为了探究弯矩和轴压比对剪力墙破坏的影响,取某11层高层建筑的底部两层剪力墙,按照1:2缩尺,设计了三个两层剪力墙试件并进行低周往复加载拟静力试验。与传统拟静力试验相比,该试验竖直方向加载通过两个作动器实现弯矩与水平剪力保持固定比例关系。试验结果表明,考虑弯剪耦合作用、轴压比为0.25的试件SW1破坏时有大量水平裂缝及斜裂缝,试件最终发生弯曲破坏型侧向倒塌。考虑弯剪耦合作用、轴压比为0.5的试件SW2破坏时为贯通水平裂缝,试件最终发生脆性竖向倒塌。不考虑弯矩作用、轴压比为0.25试件SW3破坏时有大量斜裂缝,试件最终发生弯剪破坏型侧向倒塌。该文对其破坏形态、滞回特性、变形能力、耗能能力、截面应变等进行了研究,研究结果表明弯矩作用对剪力墙的破坏模式以及屈服、峰值、极限荷载、延性等参数都有重大影响,建议剪力墙在分析和设计中应考虑弯剪耦合作用。     

内填砌体短肢墙的抗震性能试验研究

通过对1榀4层单跨内填砌体短肢墙结构在低周反复荷载作用下的拟静力试验研究,分析了这类结构的延性、滞回特性、骨架曲线及刚度退化等问题。研究表明:砌体的存在大幅提高了结构的初始刚度和极限承载力。内填砌体短肢墙结构具有双功能结构的优点,是一种新型抗震控制剪力墙。根据试验中发现的问题,为工程设计提出了建议。     

型钢自密实混凝土叠合剪力墙恢复力模型

为了研究型钢自密实混凝土叠合剪力墙的抗震性能以及恢复力特性,对1个全现浇型钢普通混凝土剪力墙试件和5个型钢自密实混凝土叠合剪力墙试件进行了低周反复加载试验。通过分析试验所得的剪力墙的水平荷载-位移骨架曲线,建议将其简化为以屈服点、峰值荷载点、极限点为特征点的三折线模型,并根据试验现象以及理论分析结果给出骨架曲线中各特征点参数的计算方法。对试验所得滞回曲线进行回归分析,得到了墙体的抗侧刚度退化规律,据此得出适用于型钢自密实混凝土叠合剪力墙的恢复力模型,并用试验得到的骨架曲线与滞回曲线进行验证。结果表明,由此恢复力模型求得的计算曲线与试验曲线吻合程度较好,该模型可以较好地反映型钢自密实混凝土叠合剪力墙的恢复力特性,可用于计算地震作用下以受弯破坏为主的型钢自密实混凝土叠合剪力墙的荷载-位移滞回曲线。     

带构造边缘构件的L形双面叠合剪力墙抗震性能试验研究

为研究装配整体式叠合剪力墙结构体系中带构造边缘构件的L形截面双面叠合剪力墙的抗震性能,开展了轴压比为0.2的1片L形双面叠合剪力墙足尺试件和1片现浇剪力墙足尺对比试件的拟静力抗震试验,根据试验数据对比分析了试件的各项抗震性能指标。结果表明:叠合剪力墙与现浇剪力墙均呈现典型的弯剪破坏特征; 极限破坏时,L形剪力墙腹板墙肢构造边缘构件的底部区域混凝土被压碎,纵筋屈服或被拉断; 叠合剪力墙翼缘受拉时的正向受弯承载力比现浇墙低14.6%,翼缘受压时的反向受弯承载力比现浇墙低9.2%; 正向加载时,叠合剪力墙的初始刚度比现浇墙大,屈服后刚度退化速度快; 反向加载时,叠合剪力墙的初始刚度及刚度退化规律与现浇墙基本一致; L形现浇构造边缘构件与叠合墙板交界处采用的另设钢筋搭接连接方式具有良好的传力性能; L形双面叠合剪力墙的抗震性能与现浇墙相比有一定差距,建议提高构造边缘构件的配筋率。     

Analyses on mechanical performance of innovative composite shear wall systems

钢板-混凝土组合剪力墙由钢框架、内嵌钢板及一侧通过螺栓与之连接的混凝土板组成,其中传统组合剪力墙中混凝土板四边与钢框架直接接触,而改进组合剪力墙中二者之间有一定间距,以避免其在结构侧移较小时发生接触。采用ABAQUS有限元软件分别建立了组合剪力墙的精细有限元模型,研究了其受力性能以及板框相互作用全过程,分析了钢板高厚比对组合剪力墙整体承载力、抗侧刚度以及板框剪力分配等的影响。研究表明：组合剪力墙中混凝土板有效抑制钢板弹性屈曲,钢板主要以剪切屈服承载,对框架柱的附加弯矩较钢板剪力墙明显降低;相比钢板剪力墙,传统组合剪力墙承载力提高25%,抗侧刚度提高10%,混凝土板承载近30%;改进组合剪力墙承载力提高10%,抗侧刚度提高5%,混凝土板基本不承担剪力;随着钢板高厚比的减小,组合剪力墙的承载力与抗侧刚度提高,但两类组合剪力墙之间的差别变小;钢板承载比例不断增大,当钢板过厚时需要防止底层框架过早屈服。