带竖缝钢板剪力墙的抗震性能分析

带竖缝钢板剪力墙是新世纪以来的新型抗侧力的结构,具有良好的经济效益和结构性能。本文通过分析钢结构,重点探讨了带竖缝钢板剪力墙及其抗震性能。     

带竖缝钢板剪力墙滞回性能有限元分析

阐述了带竖缝钢板剪力墙是一种新型的抗侧力构件,具有良好的结构性能,通过ANSYS对其进行有限元模拟分析,分析了其滞回性能,并与试验结果进行比较,分析其产生误差的原因,指出设计时应注意的问题。     

钢框架带缝钢板剪力墙抗震性能分析

使用ANSYS有限元软件对钢框架带缝钢板剪力墙结构单元在不同地震波、不同地震加速度作用下的抗震性能进行了有限元对比分析。结果表明,对于同一种地震波,钢框架-带缝钢板剪力墙结构随着地震波加速度的增大,顶点位移增大,基底剪力增大;滞回性能良好。表明钢框架带缝钢板剪力墙结构单元具有良好的抗震性能。     

框架-带缝钢板剪力墙抗震性能试验研究

对框架-带缝钢板剪力墙试件在恒定竖向荷载作用下进行低周往复水平加载试验,研究其抗震性能,并考察框架底梁不同边界条件对抗震性能的影响。试验结果表明：框架与带缝钢板剪力墙协同工作性能优越,有限竖向荷载及框架底梁对剪力墙的不同约束条件对剪力墙受力性能影响不大。有限元分析表明,较大竖向荷载对剪力墙受力性能可能有一定的不利影响,并给出了竖向荷载限值。通过有限元模型分析研究了框架和带缝钢板剪力墙的协同工作性能,提出了剪力墙先行屈服且充分发展耗能能力的设计原则应为结构层中剪力墙屈服承载力之和与其刚度之比小于框架系统的该比值。     

预制RC框架内嵌带竖缝剪力墙结构抗震性能研究

为研究预制钢筋混凝土框架内嵌带竖缝剪力墙(PRCFW)结构的抗震性能,对2个单跨两层、缩尺比为1∶2的PRCFW试件进行了拟静力试验研究。考察了PRCFW结构的变形和延性、滞回耗能能力、承载力及刚度退化等性能,分析了框架与内填墙之间的抗剪连接件对结构整体性能的影响。试验结果表明：在加载过程中,设计的抗剪连接件性能可靠,未发生疲劳剪断或锚固破坏;内填墙设置竖缝对PRCFW结构的初期刚度影响较小;进入屈服段后,预制竖缝阻碍了斜裂缝的发展和贯通,缝间墙段以弯曲变形为主,承载力和刚度退化缓慢,使结构整体具有良好的延性和耗能能力。不同轴压比下的框架柱和现浇节点基本完好,破坏主要发生在内填墙和梁端。结合试验和分析结果,提出了PRCFW结构在工程设计时的若干补充计算及构造措施建议。     

带缝剪力墙的非线性分析

利用ANSYS有限元分析软件,对带缝剪力墙构件和实体剪力墙构件在竖向压力作用下的水平加载过程进行了相关的数值模拟,对其承载能力与变形能力进行了研究,得出带缝墙有更高安全储备的结论.     

钢板剪力墙抗震设计探讨

简要介绍了钢板剪力墙国内外的研究现状以及不同钢板剪力墙的优缺点,并根据国内外对带缝钢板剪力墙的研究总结出其合理的抗震构造措施,如:边缘加劲肋的肋板刚度比η≥20,边部连接螺栓宜加密布置以及缝间小柱高厚比h/b>3.0,且宽厚比b/t<15等,可为工程设计提供一定的参考。     

钢框架内填预制带竖缝钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为改进钢框架内填预制带竖缝钢筋混凝土剪力墙的抗震性能,将耳板引入钢框剪与内填墙的连接中。通过2个两层单跨缩尺比为1∶3的钢框架内填预制带竖缝钢筋混凝土剪力墙模型试件的拟静力试验研究,考察了耳板连接的可靠性和内填墙裂缝的开展与结构变形能力,分析了结构的破坏机理、滞回性能、刚度退化、变形及延性和耗能能力等。试验结果表明：抗剪连接件(U形筋)在梁柱节点上下耳板的连接处未发生破坏,耳板连接具有可靠的工作性能;钢框架带竖缝剪力墙结构具有良好的延性,平均位移延性系数大于3;内填墙的承载力由竖缝根部的剪切破坏控制。     

带缝钢板剪力墙性能研究

介绍自由侧边时带缝钢板剪力墙初始抗侧刚度的推导过程和理论根据,提出了缝宽剪切刚度减小系数,并对墙板进入塑性后的刚度退化进行理论探讨;对带缝钢板剪力墙平面外失稳和抗剪极限承载力这两种极限状态进行分析;通过有限元分析,指出竖向荷载、开缝参数等对四边固定带缝钢板剪力墙弹性屈曲临界力的影响,提出提高带缝钢板剪力墙实际工作效率的设想.     

带缝钢板剪力墙性能研究

介绍自由侧边时带缝钢板剪力墙初始抗侧刚度的推导过程和理论根据,提出了缝宽剪切刚度减小系数,并对墙板进入塑性后的刚度退化进行理论探讨;对带缝钢板剪力墙平面外失稳和抗剪极限承载力这两种极限状态进行分析;通过有限元分析,指出竖向荷载、开缝参数等对四边固定带缝钢板剪力墙弹性屈曲临界力的影响,提出提高带缝钢板剪力墙实际工作效率的设想。     

开缝钢板墙抗震性能的试验研究

为了研究开缝形式对开缝钢板墙抗震性能的影响,完成了6组共12片1∶4比例的开缝钢板墙试件的往复加载试验。试验结果表明:开单层竖缝钢板墙的屈曲形态是竖缝间板带的单独扭转屈曲形态(第一类屈曲形态),屈服与破坏集中在竖缝的端部,造成竖缝间板带逐渐断裂,导致试件的刚度与承载力逐渐下降,滞回曲线出现剪切滑移现象;开双层竖缝钢板墙的屈曲是板内对角方向形成斜拉带的整板屈曲形态(第二类屈曲形态),到剪切位移角超过4%,试件的承载力没有出现下降,且滞回曲线相对饱满;竖缝间板带的长宽比越大,试件的抗侧刚度与屈服承载力越低;与开单层竖缝试件相比,开双层竖缝墙板的抗侧刚度与屈服承载力均明显提高。建议的试件初始刚度和承载力理论计算结果与试验得到的结果基本一致。     

带缝钢板剪力墙应用技术分析

在理论和试验研究成果基础上,将带缝钢板剪力墙(SPWS)这一新型抗侧力技术应用在四川都江堰灾后重建重点项目兴堰·逸苑中.总结了该技术应用所涉及设计中的适用域、适用条件、布置位置和简化模型等方面的技术规律,同时归纳并分析了其在加工中的竖缝切割工艺、等离子切割速度、摩擦面和摩擦因数,以及在安装中的螺栓终拧时间、钢板墙位置校准、钢板墙底角部构造等方面的技术要点和技术细节,从而为该技术的推广应用提供参考.     

钢板剪力墙抗震行为与设计

本研究主要目的在于针对未束制型钢板剪力墙的使用性与消能特性加以改良,并研发束制型钢板剪力墙试体,共规划四座试体,3cm厚之低降伏LYS钢板为墙体:一座完全不加束制构件,另两座试体分别在LYS钢板墙体之两面以矩型钢管束制之,第四座则以钢筋混凝土板(简称为CP板)束制LYS钢板墙,于地震工程研究中心进行试验,同时并研究钢板剪力墙的分析模型,包括精准的Strip Model供研究者应用,与较简易的等效斜撑模型供工程实务应用。试验结果显示,束制型钢板剪力墙,LYS钢板挫屈所产生之声响减小,且平面外侧向挫屈变形也随之减少,而消能效果也明显增加。束制与未束制钢板剪力墙之分析模型采用Strip Model,皆可以准确仿真出试验所得之迟滞循环。在单向侧推分析中,采用等效层斜撑模型仿真束制型钢板剪力墙的初始劲度以及强度与试验结果接近。     

开缝形式对钢板剪力墙受力性能的影响

本文首先验证了ADINA有限元软件进行带缝钢板剪力墙数值模拟的可行性,然后将普通开缝钢板剪力墙与无缝钢板剪力墙进行对比,分析了两者在受力性能上的优缺点。建立了3种不同开缝形式的钢板剪力墙,对其施加水平往复荷载,对比分析它们的初始抗侧刚度、屈服荷载、延性系数、极限承载力等,提取了往复荷载作用下的滞回曲线和骨架曲线,分析了各开缝形式的应力、应变云图,研究了不同开缝形式对其受力性能的影响,从而找出了较佳的开缝方式。     

带缝钢板剪力墙弹塑性简化分析模型

基于带缝钢板剪力墙的基本受力特点和变形特征,提出了一种弹塑性简化分析模型,并分别定义了模型的几何参数与非线性参数。为验证简化模型的正确性,分别对带缝钢板剪力墙以及钢框架带缝钢板剪力墙结构进行Pushover分析。分析结果表明：简化模型计算得到的荷载位移曲线与试验及有限元分析结果较为接近,可反映带缝钢板剪力墙的主要受力特征;简化模型可较为准确地反映协同工作时墙板对周边框架的附加作用力。     

多楼层钢板剪力墙之耐震设计研究

现有钢板剪力墙耐震设计规范对于多楼层钢板剪力墙边界梁柱的容量设计并无清楚交代,本研究的目的在于研发方便且有效的多楼层钢板剪力墙的耐震分析与容量设计方法。探讨不同原理的钢板剪力墙底层边界柱容量设计法,研究如何避免底层柱顶塑性铰的产生,并以ABAQUS有限元模型证实所提设计方法可以有效地避免柱顶塑性铰的发生,而避免侧向变形集中在底层时的软弱层现象。本研究采用美国洛杉矶市反应谱分别设计了6层以及20层的钢板剪力墙建筑结构,并用结构非线性分析软件PISA3D建立双向板条模型进行非线性时程分析,依SAC计划中20组475年回归期的地震分析统计结果讨论钢板剪力墙结构在强烈地震下的反应。由构架动力分析反应和所估计的最大静态需求比较,可观察到钢板对边界柱的最大累积拉力的静态估计值会随着楼层位置越低时有越高估的趋向。此外,边界梁端的最大剪力在上下层钢板厚度相同处,静态估计值有严重低估的情形发生,因此会造成边界梁端的最大累积剪力静态估计值随着楼层位置越低时有越低估不保守的趋向。最后依时程分析结果给出不同楼层数的钢板剪力墙边界柱轴力需求的估算方式建议,依此建议可设计出安全且经济的边界柱。     

高层建筑钢结构中带竖缝混凝土剪力墙板工作性能和设计方法建议

在试验研究的基础上探讨了带竖缝混凝土剪力墙板在低周反复荷载作用下的工作性能和破坏特点,并提出实用设计方法,可作为国家行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》附录六的背景和说明材料.     

组合钢板剪力墙的抗震性能研究进展

组合钢板剪力墙是由钢板和混凝土板组成的新型抗侧力构件。本文介绍了组合墙的各种形式。总体上将组合墙分为单层钢板组合墙和双层钢板组合墙。前者可分为现浇混凝土组合墙和预制板组合墙,后者有Bi-Steel(双钢板)组合墙和双层压型钢板组合墙两种形式。本文对每种形式组合墙的抗震性能作了仔细讨论,重点回顾了预制板组合墙的改进措施,包括混凝土板边设缝、预制板设大孔径螺栓孔、采用低屈服点钢材、钢板开圆孔以及去除钢板与竖向边缘构件的连接,形成两边连接组合墙。还讨论了两边连接组合墙的改进方法,包括设置面外支撑、钢板开竖缝、大宽厚比开缝钢板和大高宽比Ⅰ型钢板。最后总结了组合墙的发展趋势。     

格栅管式双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能试验

制作了3榀格栅管式双钢板混凝土组合剪力墙试验试件,并开展组合剪力墙的低周反复水平荷载试验,绘制出了试件的滞回曲线及骨架曲线。结果表明:格栅管式双钢板混凝土组合剪力墙具有承载能力高、延性好和耗能能力强等优点;新型组合剪力墙可充分发挥格栅式钢墙板和管内混凝土的材料性能,管内混凝土处于三向受压状态,提高了混凝土的抗压强度和延性,外侧钢墙板承担全部拉应力,管内混凝土承担全部压应力,协同工作优势互补;在1/25 rad位移角状态下循环加载80次,新型组合剪力墙塑性铰区域的管内混凝土没有明显的损坏,试验全过程没有任何异响,说明新型组合剪力墙在罕遇地震时也具有良好的工作性能和抗震延性;格栅管式双钢板混凝土组合剪力墙可实现高轴压比、高延性和薄墙厚的抗震剪力墙设计要求。