考虑剪切变形和弯剪相互作用的带翼缘剪力墙数值模型

提出了一种基于柔度法的考虑剪切变形和弯剪耦合效应的有限元模型,通过T形和L形剪力墙试件拟静力试验验证了模型的正确性.结果表明,所有试件的破坏形态为无翼缘腹板端部混凝土压碎、纵筋压曲的弯曲破坏;增强无翼缘腹板端部约束和边缘构件约束,可以防止其发生受压过早破坏;腹板和翼缘相交处未观察到明显的混凝土剥落现象,腹板和翼缘相交处...     

带翼缘开洞剪力墙抗震性能

为探究翼缘形状、开洞尺寸、轴压比、剪跨比等参数对带翼缘开洞剪力墙抗震性能的影响,通过带翼缘不规则开洞剪力墙拟静力试验,采用ABAQUS软件建立剪力墙精细化有限元模型,并校验模型的准确性.模拟所得的荷载-位移曲线与试验曲线吻合良好,较好地模拟了带翼缘开洞剪力墙破坏的过程.在成功验证模型的基础上,首先通过改变开洞尺寸,考虑有无附加纵筋,分析开洞率对开洞带翼缘剪力墙抗震性能的影响,得到表征开洞率对带翼缘开洞剪力墙极限承载力影响规律的数学表达式;其次通过改变翼缘形状,分析矩形、带翼缘、T形、带端柱、L形开洞剪力墙的抗震性能;最后建立不同轴压比和剪跨比的带翼缘开洞剪力墙模型.分析发现,随轴压比的增大或剪跨比的减小,洞口对剪力墙极限承载力的劣化影响逐渐增大.在低剪跨比且高轴压比的条件下,翼缘对开洞剪力墙极限承载力的强化作用更为明显.     

单调荷载下开洞短肢剪力墙力学性能的有限元分析

为了研究开洞口对L形截面短肢剪力墙力学性能的影响,在短肢剪力墙的截面尺寸和配筋率保持不变的情况下,运用ANSYS有限元软件,对不同开洞率的短肢剪力墙的力学性能进行研究,分析短肢剪力墙的承载力和屈服位移。模拟结果表明,短肢剪力墙的承载能力随着短肢剪力墙开洞率的增加而降低,短肢剪力墙腹板底部以及开洞处是试件最薄弱的部位,开洞会降低短肢剪力墙的单调荷载下的力学性能,短肢剪力墙开洞直径不宜过大。     

带翼缘钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

通过结合多垂直杆的轴向刚度和剪切刚度来考虑多垂直杆中正应力对剪切刚度的影响,引入剪力滞后翘曲位移函数和材料动态损伤累积指标,建立能够考虑剪力滞后和材料连续损伤累积效应影响的短肢剪力墙非线性分析单元模型. 同时进行6组L形截面高强箍筋约束钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)短肢剪力墙拟静力试验研究,并对其滞回性能进行非线性数值模拟分析. 结果表明：无翼缘腹板端部密配较细直径的高强箍筋能够有效抑制纵筋屈曲和翼缘腹板端部混凝土受压产生的横向变形,从而显著提高短肢剪力墙的耗能能力和延性. 最后采用建立的非线性分析单元模型对所有试件进行非线性数值模拟分析,并与试验荷载-位移曲线结果进行比对,从而验证了非线性单元模型具有较高的模拟精度.

     

配筋砌块砌体短肢剪力墙结构性能试验研究

通过对2片T形截面配筋砌块砌体短肢剪力墙足尺试件低周反复荷载试验,研究分析了这种新型墙体的破坏特征、承载能力、滞回性能和变形能力等方面的性能,并着重分析了水平筋和宽翼缘的影响．试验结果表明,配筋砌块砌体短肢剪力墙具有良好的结构性能,发生了弯剪型破坏,翼缘的存在和水平筋的设置有效改善了墙体的延性性能．     

高强钢筋混凝土T形截面短肢剪力墙抗震性能试验研究

对6片高强钢筋混凝土T形截面短肢剪力墙进行了低周反复加载试验,各片墙体之间的差别主要是轴压比、剪跨比、配箍率等变量的不同,研究了各试件在荷载作用下的破坏机理、滞回特性、承载力、变形能力、耗能能力等抗震性能指标.研究结果表明:T形截面短肢剪力墙破坏形态主要表现为腹板无翼缘端边缘约束构件受力纵筋压曲、核心混凝土碎裂,因此,...     

方钢管混凝土框架内置开洞薄钢板剪力墙抗震性能试验研究

为研究方钢管混凝土框架内置开洞薄钢板剪力墙的抗震性能,对4个单跨2层1/3比例的方钢管混凝土框架内置薄钢板剪力墙试件进行了低周反复荷载试验,4个试件分别采用中部开洞、单侧开洞、两侧开洞和未开洞钢板剪力墙.研究了开洞形式对方钢管混凝土框架内置薄钢板剪力墙抗震性能的影响,并与方钢管混凝土框架内置未开洞薄钢板剪力墙进行对比.得到了试件的滞回曲线、骨架曲线、各阶段的荷载和位移值及抗震性能指标,分析了结构的破坏特征、延性、耗能能力、承载能力及刚度退化等力学性能.结果表明:4个试件均能够发挥钢板剪力墙的屈曲后强度,滞回性能稳定,延性较好,承载力退化平缓.中部开洞薄钢板剪力墙被加劲肋分隔为宽厚比较小的区格,耗能能力优于其余3个试件.洞口边缘构件端部连接焊缝撕裂影响了单侧开洞和两侧开洞钢板剪力墙性能的充分发挥.钢板剪力墙开洞一定程度上降低了结构承载力和抗侧刚度,但提高了耗能能力.钢板剪力墙洞口边缘构件应具有足够的强度、刚度及连接强度.     

T形型钢混凝土剪力墙抗震性能研究

设计并制作了3片T形型钢混凝土剪力墙试验模型,沿腹板方向进行水平低周反复加载。采用ANSYS有限元软件建立了T形型钢混凝土剪力墙模型进行非线性分析,并验证其合理性;同时,探讨了不同荷载施加部位以及轴压比对结构受力性能的影响。结果表明:试件滞回曲线均比较饱满,延性系数均大于3.0,说明该结构有较强的塑性变形能力和耗能能力。在相同轴压比条件下(轴压比为0.4),沿腹板受压方向加载,仅有翼缘承受竖向荷载的T形剪力墙模型的屈服荷载和极限承载力,均大于全截面受压的剪力墙,而沿腹板受拉方向加载时,翼缘承受竖向力的剪力墙的屈服荷载和极限承载力均小于全截面受压的剪力墙。随着轴压比的增大,承载力沿腹板受压方向提升较为明显,而沿腹板受拉方向提升幅度很小。在试验中后期,腹板部分产生由剪力墙腹板顶部与翼缘交接处的斜裂缝,应对剪力墙腹板顶部与翼缘交接部分进行加强,将该部位分布钢筋加密布置。     

异形柱和短肢剪力墙的轴压比限值比较分析

通过对异形柱轴压比限值影响因素的分析,根据大小偏心受压界限破坏机理,分别讨论了异形柱轴压比随截面尺寸、纵筋配筋率变化的规律,建议T形、L形柱腹板纵筋取为翼缘纵筋的0.7～1倍之间,并给出了此条件下的异形柱轴压比限值;依据异形柱轴压比限值的研究结论,参照高规对短肢剪力墙轴压比限值的规定,对比分析了异形柱和短肢剪力墙的轴压比限值,得出了异形柱和短肢剪力墙的轴压比限值可取一致的结论.     

自密实混凝土T形短肢剪力墙抗震性能试验研究

对5片1∶2缩尺的自密实混凝土T形短肢剪力墙试件进行了低周反复荷载试验,针对不同轴压比、肢厚比、配箍率等参数的影响,研究了自密实混凝土T形短肢剪力墙的承载力及滞回特性、刚度退化、延性、耗能能力等抗震性能。结果表明:自密实混凝土对T形短肢剪力墙的承载力和抗震性能有较大提升,试件的延性系数均达到3以上,满足工程中延性需求。肢厚比为6.5、轴压比为0.2、箍筋加密时,试件承载力及抗震性能相对最好,针对腹板端部受压时延性较差及腹板端部受拉时水平承载力较低等问题,提出了一些加固建议,可为工程设计及应用提供参考。     

暗支撑高度变化时十字型短肢剪力墙非线性分析

利用ANSYS对8个带暗支撑的十字型钢筋混凝土短肢剪力墙进行单调荷载作用下的非线性有限元分析,比较了在暗支撑布置高度变化时,剪力墙的承载能力、刚度和变形能力变化情况,分析了带暗支撑的十字形短肢剪力墙的暗支撑位置对构件的极限荷载和破坏形态的影响,揭示该型短肢剪力墙结构的真实力学行为,得出暗支撑在十字形短肢剪力墙的上下两端附近时对抗震最为有利的结论。为实际工程的截面设计提供依据。     

CFRP筋转换梁框支剪力墙抗震性能试验的数值模拟仿真方法

对3榀CFRP筋转换梁框支剪力墙进行了低周往复荷载试验,并与1榀全钢筋转换梁框支剪力墙对比,分析了其破坏模式、受力特征和滞回特征等抗震性能。通过OpenSees分析平台,选取基于刚度法理论的非线性梁柱单元,并结合零长度转动弹簧单元,建立了合理考虑纵筋粘结滑移的CFRP筋转换梁框支剪力墙数值分析模型。结果表明：考虑了纵筋粘结滑移的数值模型能较好地模拟CFRP筋转换梁框支剪力墙在低周往复荷载作用下滞回曲线的捏缩特性,对试件屈服荷载和极限承载力也有较好的模拟精度。     

HPFL加固震损短肢剪力墙抗震性能试验研究

通过对1片未加固和3片加固的1:2缩尺比例的L形开洞RC短肢剪力墙模型进行低周反复荷载试验,研究不同受力阶段HPFL加固开洞短肢剪力墙的抗震性能。研究结果表明:HPFL加固法能够有效提高短肢剪力墙的承载力、延性性能和耗能能力。不加轴力的一次受力加固短肢剪力墙,其抗震承载力与延性均有大幅度改善;对于有震损的不卸轴力二次受力加固短肢剪力墙,其加固效果随其震损程度的增大而降低;同时,通过HPFL对试件进行加固可以有效改善试件的抗裂性能。     

内置箍筋砌块砌体轴压力学性能试验

为了增强砌块剪力墙结构的抗震能力,进行了7个内置箍筋的砌块砌体剪力墙约束边缘试件和1个无约束试件的轴压试验,约束箍筋设置在砌块壁内,试件的设计考虑了试件的体积配箍率、箍筋的形式和箍筋的间距影响.结果表明:砌块壁内设置了箍筋约束后,试件的承载力和变形能力都有较大程度的提高,破坏状态有了很大程度上的改善.参考箍筋约束混凝土的强度计算方法,提出了砌块砌体约束边缘试件的强度计算公式.     

负弯矩作用下腹板开洞组合梁抗剪性能试验研究

摘 要：通过对集中荷载作用下的腹板开洞钢-混凝土组合梁进行试验,研究在负弯矩作用下腹板开洞组合梁的抗剪力学性能。试验结果表明：负弯矩作用下的组合梁腹板开洞后,其刚度和承载力降低很大,洞口区域截面不再符合平截面假定;破坏形式为洞口区混凝土板的剪切破坏,同时洞口区的部分栓钉连接件出现了拔脱现象;另外,通过增加混凝土翼板厚度可以提高负弯矩区腹板开洞组合梁的承载力,增加纵向钢筋配筋率可以提高其变形能力。研究为负弯矩区腹板开洞组合梁的有限元分析和实际应用提供了试验数据。     

腹板开孔型钢框架梁柱节点抗震性能试验

介绍了梁腹板开孔型钢框架梁柱节点,以及12个足尺试件的拟静力破坏试验的试验结果.对节点破坏模式和滞回曲线的比较分析表明,按现行规范设计的全焊型梁柱节点在地震作用下可能会出现连接焊缝的脆性破坏,满足不了抗震设计的延性要求;腹板开孔型节点可以有效的将塑性铰外移到距节点区较远的梁截面上,在强震作用下,其破坏形式是梁翼缘板、腹板的局部变形,满足抗震设计的延性要求;当梁腹板削弱量合适时,节点的承载力不会发生较大减小.因此,腹板开孔型节点具有良好的抗震性能.此外这种节点应用于房屋体系时,水暖管线可从梁中穿过,降低结构空间占用成为可能,并且腹板开孔型节点也便于加工制作,是一种值得推荐的新型节点形式.     

大尺寸钢筋混凝土密肋薄腹梁抗剪性能试验

进行了4根大尺寸钢筋混凝土密肋薄腹梁在集中荷载作用下的抗剪性能试验,对其主要受力过程、开裂荷载、破坏特征及抗剪承载力进行了对比分析。结果表明：试验密肋薄腹梁的主要受力过程及破坏特征与普通有腹筋梁相似;有预制底板的试件开裂荷载和极限荷载比无预制底板的试件大,预制底板的存在还提高了试件的抗弯刚度和整体工作性能;通过分析4根试件抗剪承载力试验结果及破坏特征可知,受剪箍筋能否得到充分利用,在很大程度上取决于主斜裂缝的位置及倾角等因素;通过承载力的试验值与各主要规范计算值进行对比可知,由于各规范考虑因素及侧重程度不同,抗剪承载力计算值相差较大,中国规范和德国规范计算值与试验值比值最小,美国规范和英国规范比值最大。     

弱轴栓焊连接梁柱子结构抗倒塌性能试验研究

栓焊连接是钢结构建筑中常用的节点形式之一,该节点的受力性能和破坏方式与钢框架结构的抗倒塌性能密切相关。针对栓焊连接节点,采用备用荷载路径法,选择两跨三柱型梁柱子结构作为研究对象,对三个不同跨度比（1:0.6, 1:1.0, 1:1.4）的弱轴栓焊连接梁柱子结构试件进行单调静力加载试验,对比分析了连续倒塌条件下三个试件的破坏模式、力学性能和抗力机制。试验结果表明：三个试件的破坏过程均为梁端受拉翼缘先后发生断裂,进而断裂截面部分内力转由腹板螺栓传递,且梁端受压翼缘屈曲,最终由于梁柱节点处梁腹板螺栓孔发生剪切破坏或梁腹板、节点板断裂使试件丧失承载力。通过分析试件的失效机理可知,三个试件的抗力机制发展过程经历了梁机制阶段、梁机制向悬链线机制转变的过渡阶段、悬链线机制阶段。弱轴栓焊连接节点具有较高的冗余度,当受拉翼缘断裂后节点仍具有一定的转动能力,剩余结构通过梁柱之间可靠的拉结力及梁端产生的较大转角保证悬链线效应能够充分发挥,且在之后的大变形中起主导作用,而梁柱节点变形的快速增大有利于梁柱子结构通过梁柱构件间的协同工作继续承担荷载。对不等跨弱轴栓焊连接梁柱子结构试件,其初始断裂部位往往位于跨高比较小的短梁,且短梁相比长梁的悬链线效应更为显著。     

框架柱塑性铰区基于延性的抗剪承载力研究

为防止钢筋混凝土框架柱发生脆性破坏,实现中、强地震作用下所期待的延性破坏,对10个框架中柱构件进行了反复荷载作用下塑性铰形成后的抗剪性能试验研究。从混凝土及箍筋应力水平等条件出发,提出纵筋屈服后框架柱破坏形态的分类标准;研究纵筋屈服后箍筋与混凝土各自的抗剪贡献,回归得出构件在不同位移延性时箍筋及混凝土抗剪贡献的计算公式;以试验为依据研究了框架柱塑性铰区域混凝土抗剪承载力的退化过程及剪切受力机理,对不同延性需求的构件给出不同的抗剪承载力计算公式,弥补我国现行规范未明确剪切抗力与不同延性需求之间定量关系的缺陷。