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。     

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。     

T形短肢剪力墙的延性分析

基于有限元原理分析了混凝土强度等级、轴压比、翼缘宽度和墙肢截面配筋率对T形短肢剪力墙构件延性性能的影响。结果表明:翼缘可以大大改善T形短肢剪力墙的延性性能,增加短肢剪力墙在地震作用下的耗能能力,在设计和墙体的侧移计算中应考虑翼缘的参与作用,翼缘的宽度可取大于8倍翼缘的厚度;随着轴压比的增加,结构的延性性能降低;在混凝土强度等级为C30～C40和配筋率为0.012～0.016时,结构的位移延性相对较好。故在工程设计中,应合理选择这些参数,使短肢剪力墙具有良好的延性,增强结构的抗震能力。     

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。     

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.     

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。     

纵筋配筋率变化时十字形短肢剪力墙弹塑性分析

运用FORTRAN语言编写非线性分析程序,对5个钢筋混凝土十字形短肢剪力墙结构进行单调荷载作用下的弹塑性分析,比较了纵筋配筋率变化时,剪力墙的承载能力、刚度和延性变化情况,分析结果表明,随纵筋配筋率的提高,结构的承载力有所提高,而延性在一定范围有所降低,结构设计中应充分考虑该因素的特殊性,同时考虑承载力和变形能力的变化。     

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。     

双钢板内填混凝土短肢组合剪力墙抗震性能试验研究

为了研究双钢板内填混凝土短肢组合剪力墙的抗震性能,进行了2层半单跨1/3缩尺试件的低周反复加载试验,分析了试件在循环荷载作用下的破坏机理、滞回性能、延性、刚度退化规律以及耗能能力。试验结果表明:双钢板内填混凝土短肢组合剪力墙滞回曲线饱满,耗能能力强,延性好,水平刚度较大;循环荷载作用下,连梁腹板首先屈服进入塑形,接着连梁两端翼缘、柱脚和剪力墙底部进入塑性;第2层连梁两端翼缘拉断,导致试件失效;剪力墙的线刚度远高于连梁的线刚度,水平荷载作用下连梁两端弯矩大,为结构的薄弱部位;为避免剪力墙自由边底部与梁连接部位发生破坏,在自由边处应设置边柱加强;试件达到峰值荷载时,顶点位移角为1/50;双钢板内填混凝土短肢剪力墙试件底层变形比2层小,耗能相对2层少;弹性范围内同一水平荷载作用下,连梁腹板的剪应变最大,边柱柱脚的正应变较大,剪力墙钢板的剪应变较小。ABAQUS 有限元分析结果与试验结果吻合较好。     

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。     

竖向钢筋套筒挤压连接的预制钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

对4个剪跨比为2.11,竖向钢筋套筒挤压连接的预制钢筋混凝土剪力墙试件进行了拟静力试验。其中,3个试件为一字形截面剪力墙,轴压比分别为0.5、0.6和0.2;1个试件为T形截面剪力墙,轴压比为0.5。试验结果表明：剪力墙以压弯破坏为主,边缘构件竖向钢筋受拉屈服、墙底两端混凝土受压破坏;水平荷载 位移滞回曲线有一定程度捏拢;一字形截面剪力墙及T形截面剪力墙翼缘端受压时极限位移角不小于1/80,T形截面剪力墙腹板端受压时极限位移角为1/110;对于偏心受压承载力试验值与GB 50010-2010规范公式计算值之比,一字形截面剪力墙约为1.20,T形截面剪力墙翼缘端受压和腹板端受压时分别为1.04和1.11;套筒挤压连接能有效传递钢筋拉、压荷载作用。竖向钢筋套筒挤压连接的预制钢筋混凝土剪力墙的抗震性能满足现行规范的要求。     

水平荷载作用下钢筋混凝土连梁破坏机理研究

以连梁剪力墙结构为研究对象,根据实际工程及规范建立足尺的精细化数值模型。分析单调水平荷载作用下单连梁、双连梁、三连梁剪力墙结构的裂缝发展状况,进而研究连梁的破坏机理。研究结果表明:连梁剪力墙结构延性性能均能满足规范要求,且双联梁剪力墙及三连梁剪力墙的延性明显优于单连梁剪力墙;在相同荷载作用下,单连梁的裂缝发展速度最快、承载力最低,而双连梁及三连梁的破坏机理基本相似。     

高温后型钢再生混凝土梁的受剪性能试验研究

为研究高温后型钢再生混凝土梁的受剪性能,考虑再生粗骨料取代率、温度、混凝土强度等级3个变化参数,设计了17个试件进行不同高温后的静力加载试验。通过试验测试到不同高温型钢再生混凝土梁的物理及力学性能指标,并观察了该类梁高温后的受力破坏过程及形态,获取了其极限承载力以及受力破坏全过程的荷载-挠度曲线等重要资料,并分析了各变化参数对高温型钢再生混凝土梁的初始刚度、峰值荷载、延性系数及能量耗散的力学性能指标的影响规律。研究结果表明:随着温度的升高,型钢再生混凝土梁的质量变轻、初始刚度和峰值荷载降低,延性系数、能量耗散值则先减小再增大。取代率对各力学性能指标影响不大。随着混凝土强度的增大,初始刚度和峰值荷载增大,延性系数变小,能量耗散值基本不变。     

型钢混凝土T形截面剪力墙抗震性能试验研究

为研究型钢混凝土T形截面剪力墙的抗震性能,对3个剪跨比为2.2的T形截面剪力墙进行了拟静力试验。通过改变试件的轴压比,研究其在水平往复荷载作用下的破坏机理、滞回性能、延性以及耗能能力等。试验结果表明：T形截面剪力墙的破坏形态为无翼墙腹板端约束边缘构件底部混凝土被压碎的受弯破坏;剪力墙的滞回曲线饱满,没有明显的捏缩现象,具有良好的耗能能力;位移延性系数在2.3~4.1之间,且随轴压比的增加,剪力墙变形能力降低;在水平正负向加载时T形剪力墙刚度、承载力及延性呈非对称,翼缘受拉相对翼缘受压时承载力高,刚度大,延性小,需合理设计腹板无翼缘侧约束边缘构件,防止其受压时提早破坏。     

Behaviour of embedded steel plate in composite coupling beams

Plate-reinforced composite (PRC) coupling beam is fabricated by embedding a vertical steel plate into a conventional-reinforced concrete coupling beam to enhance its strength and ductility. Shear studs are welded on the steel plate surfaces to allow for proper load transfer between the concrete and steel plate. The present study focuses on the evaluation of internal load distributions and load sharing on the embedded steel plate as well as at the shear studs in composite coupling beams using the nonlinear finite element package ATENA. The proposed two-dimensional finite element model is able to simulate the overall load-deflection behaviour and internal load distributions of coupling beams subjected to bending and shear forces. The reliability of the model is demonstrated by comparisons with the available experimental results. This is followed by an extensive and carefully planned parametric study using the calibrated finite element model. Numerical results on the effects of steel plate geometry, span-depth ratio of beams and steel reinforcement ratios at beam spans and in wall regions are presented and discussed in this paper. The finite element model provides a better understanding of the behaviour of shear studs as well as plate anchorage in the wall regions and embedded beam region. Based on the numerical results, equations for quantifying the shear stud forces are established and a set of non-dimensional design charts for determining the internal forces of the embedded steel plates is constructed. Both of them are useful for engineers to design PRC coupling beams.     

混合联肢部分外包组合剪力墙抗震性能试验研究

为满足高层建筑对抗震性能及装配性能的要求,提出一种混合联肢部分外包组合剪力墙结构。通过对一榀三层对称双肢2/3缩尺试件的低周反复加载试验,观测混合联肢部分外包组合剪力墙结构在循环荷载作用下的破坏全过程,分析试件的滞回性能、承载力、延性、刚度退化、耗能能力及连梁转动能力。研究表明:混合联肢部分外包组合剪力墙结构的滞回曲线饱满而稳定,没有明显的捏缩现象,该试件正反向位移延性系数平均值达到3.65,抗震性能及协同工作能力良好;剪切型钢连梁的损伤集中在连梁腹板处,极限塑性转角达到0.05rad;由于墙肢中部区格翼缘的设置,限制墙肢底部混凝土剪切裂缝的发展,剪力墙破坏的主要形式为弯曲破坏;钢连梁及型钢部分外包组合剪力墙均表现出优良延性和耗能能力;结构极限层间侧移角达到1/45,超过罕遇地震下规范限值要求。按照整体结构屈服时耦连比为45%设计的试件,塑性铰的发展满足"强墙肢弱连梁"的规律。基于试验结果,利用有限元软件ABAQUS进行拟静力分析,与试验吻合较好。