开缝钢板剪力墙滞回性能研究

开缝钢板剪力墙的开缝形式能够改善结构破坏形式、提高耗能能力及延性。为研究不同开缝形式和开缝参数对开缝钢板剪力墙的滞回性能影响,利用ABAQUS有限元软件建立了开缝钢板剪力墙的数值模型。结果表明,有限元计算结果和试验结果吻合较好。设计了竖缝、斜缝和对称斜缝3种开缝形式,通过28个钢板剪力墙试件的计算分析发现开缝钢板墙能够很好地实现屈曲前屈服。开缝使得钢板墙的承载力和刚度明显下降,但滞回环饱满,具有较好的耗能性能;而对称斜缝钢板墙可获得较好的屈服耗能。研究结果表明:缝间墙肢宽高比为0.2时的钢板墙刚度和耗能性能较好;通过合理设置钢板墙中的开缝参数,可使得钢板墙具有可控的抗侧刚度和承载力,获得较好的抗震耗能能力。通过骨架曲线上的特征点对开缝钢板墙的受力过程进行分析,考察了缝间墙肢宽高比b/h和高厚比h/t对开缝钢板墙滞回性能的影响。     

两侧部分连接钢板高强混凝土组合剪力墙抗震试验研究

通过对4片部分连接高强混凝土钢板组合剪力墙和2片高强混凝土型钢组合剪力墙进行拟静力试验,研究该类低矮组合剪力墙在低周往复荷载作用下的受力性能和破坏模式,分析其承载力、变形性能、滞回性能等指标,并分析轴压比和部分连接系数对部分连接钢板组合剪力墙各项性能的影响。试验结果表明:部分连接高强混凝土组合剪力墙的破坏模式为弯曲屈服后的剪压破坏;弱连接钢板对于剪力墙承载力、变形能力和滞回耗能性能有较显著提高,能够有效改善剪力墙的受力形态;在试验参数范围内,轴压比和部分连接系数对部分连接钢板组合剪力墙承载力、变形和滞回耗能等抗震性能指标影响不明显。     

开缝薄钢板剪力墙低周反复荷载试验研究

作为一种新型的抗侧力构件,开缝薄钢板剪力墙以弯曲链杆为主要的耗能构件,在不需要强大加劲体系的前提下,使弯曲弹塑性变形主要集中在弯曲链杆的顶部和底部,从而实现延性耗能．通过两片开缝薄钢板墙低周反复荷载试验,系统地研究了开缝薄钢板墙的破坏过程和破坏机理,得到了承载力,侧移刚度,延性和耗能能力等指标．试验结果表明,开缝薄钢板墙的承载力和侧移刚度能满足正常使用阶段要求,当内填板的整体面外届曲、缝间板条和边缘加劲肋的弯扭届曲不先于弯曲链杆的端部弯曲屈服时,开缝薄钢板墙有很好的延性和耗能能力,是一种理想的水平抗侧力构件．     

圆钢管混凝土边框多重组合低矮剪力墙的抗震性能

为了解钢管混凝土边框内藏钢桁架剪力墙这种新型多重组合剪力墙的抗震性能,进行了3个剪跨比为1.0的低矮剪力墙低周反复荷载试验,包括1个普通混凝土剪力墙、1个圆钢管混凝土边框剪力墙和1个圆钢管混凝土边框内藏钢桁架剪力墙;对比分析了3个低矮剪力墙的实测承载力、延性、刚度及其退化过程、滞回特性、耗能能力及破坏特征;使用简化力学模型计算了各剪力墙的承载力,计算结果与试验结果吻合较好。结果表明:圆钢管混凝土边框内藏钢桁架低矮剪力墙的抗震性能比普通混凝土低矮剪力墙显著提高,比圆钢管混凝土边框低矮剪力墙明显提高。     

高延性纤维混凝土低矮剪力墙抗震性能试验研究

提出采用高延性纤维混凝土(HDC)改善低矮剪力墙的抗震性能和变形能力,设计了2个HDC低矮剪力墙试件,并进行了拟静力试验,研究其破坏机理、变形能力及耗能能力。试验结果表明:HDC低矮剪力墙破坏时,墙体中下部剪切斜裂缝宽度较小,说明HDC材料的受拉应变硬化和多裂缝开展性能,可有效控制剪切斜裂缝的开展;与相关文献中2个高强混凝土低矮剪力墙相比,HDC低矮剪力墙的变形和耗能能力明显提高;利用HDC良好的抗剪性能,可以减少水平分布钢筋的数量;HDC低矮剪力墙试件破坏时,墙体下部未产生较大面积的混凝土剥落,表明采用HDC可显著改善低矮剪力墙的脆性剪切破坏模式,提高其抗震性能和损伤容限,减小或免去强震后的修复费用。     

摩擦阻尼式剪力墙抗震性能的试验研究

提出了一种新型的抗震结构体系———摩擦阻尼式剪力墙 ,通过三片剪力墙试验 ,研究了摩擦阻尼式剪力墙在反复荷载作用下的破坏机理和破坏形态 ,比较了整片墙、开缝墙、开缝加阻尼器三种墙的延性和耗能差异。结果表明 ,摩擦阻尼式剪力墙在延性、耗能及动力反应上都明显要好于其他形式的剪力墙 ,这种力墙体系作为第二道防线 ,使结构在地震中损害减小。     

超高轴压比新型自分缝组合剪力墙抗震性能试验及承载力分析

自分缝剪力墙是一种在大震时自动分缝形成若干大剪跨比分体墙的新型剪力墙,可有效改善剪力墙的抗震性能。为研究自分缝组合剪力墙的抗震性能,完成了4片新型自分缝组合剪力墙试验,研究了超高轴压比下自分缝组合剪力墙在低周往复荷载作用下的破坏模式、滞回耗能及截面应变分布规律。试验结果表明：新型自分缝组合剪力墙利用钢管与管外混凝土之间的粘结滑移失效可实现地震作用下的自动分缝,其破坏过程经历了整体墙、带缝整体墙、分缝墙三个阶段。新型自分缝组合剪力墙承载能力高,延性和耗能能力显著提升,有效避免了剪力墙发生脆性剪切破坏,表明其在超高轴压比下具有良好的抗震性能。在试验和理论分析的基础上,提出了自分缝剪力墙压弯承载力计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。     

带螺栓连接的组合钢板联肢剪力墙抗震性能试验研究

为了研究带螺栓连接的组合钢板联肢剪力墙结构的抗震性能,对1个1∶4缩尺的5层带螺栓连接的组合钢板联肢剪力墙试件进行了恒定轴压力下的水平低周往复加载试验,分析试件在循环荷载作用下的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能能力等,得到结构的受力特征和破坏机理。研究结果表明:剪力墙墙肢以弯曲破坏为主,钢连梁以剪切破坏为主;滞回曲线无明显的捏缩效应;试件的承载力略高于理论承载力;平均延性系数为2.39,破坏时的位移角介于1.88%～1.94%之间;结构体系通过钢连梁的剪切变形和墙肢底部的塑性铰变形来耗散能量,能够明显改善带螺栓连接的组合钢板联肢剪力墙的抗震性能,实现了连梁-墙肢双重设防机制。     

不等高开缝钢板剪力墙屈曲分析

开缝钢板剪力墙具有延性好、耗能性能稳定以及能削弱拉力带效应等优点。剪力墙中开设的竖缝将整个内嵌钢板分割成若干条竖向墙肢,使开缝钢板剪力墙主要通过墙肢的面内弯曲,在墙肢两端形成塑性铰耗能。针对两种不等高类型开缝钢板剪力墙进行屈曲分析,考察开缝斜率对钢板剪力墙屈曲性能的影响。分析结果表明,相对于缝高斜率为零的等高开缝钢板剪力墙,不等高开缝钢板剪力墙的抗侧刚度和极限承载力得到显著提高。"梭型"开缝试件边缘墙肢应力较为集中。"蝶型"开缝试件应力分布较为均匀,特别是缝高斜率为0.39的试件,墙肢几乎同时屈服,能较好发挥中间墙肢耗能性能。     

异形截面轻钢EPS混凝土剪力墙抗震性能试验研究

轻钢EPS混凝土剪力墙由轻钢骨架和EPS混凝土组合而成。为研究异形截面轻钢EPS混凝土剪力墙的抗震性能,分别对轴压比为0.4、剪跨比为1.5的T形、L形和一字形剪力墙进行拟静力试验,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、L形剪力墙的破坏形式为腹板墙斜裂缝和竖向裂缝贯通的剪切破坏;腹板墙与翼缘墙没有出现脱离现象,说明腹板墙与翼缘墙的连接可靠;与一字形剪力墙相比,T形和L形剪力墙的极限承载力分别提高了13.6%和16.1%,说明翼缘墙对构件抗侧承载力的提高具有一定贡献;T形和L形墙体的延性系数分别为8.65和6.37,表现出良好的变形能力。     

装配式型钢骨架轻质混凝土组合剪力墙抗震性能研究

为研究装配式型钢骨架轻质混凝土组合剪力墙抗震性能,对型钢骨架轻质混凝土组合剪力墙进行了低周反复荷载试验研究。试验结果表明,剪力墙经历了整截面墙受力到墙柱组合体受力的过程,表现出较强的耗能能力和良好的延性,可避免发生脆性破坏。利用有限元分析软件ABAQUS建立了试件数值模型,模拟结果与试验吻合较好。在此基础上,对轴压比由0到0.8的9组组合剪力墙进行了单调加载分析,分析表明,随着轴压比的增加,组合剪力墙抗剪承载力呈现出先增大后减小的趋势,破坏形态逐渐由压弯破坏变为剪切破坏,延性逐渐降低,变形能力变差。     

内置轻钢桁架混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

将冷弯薄壁型钢桁架配置在普通钢筋混凝土剪力墙中代替钢筋而形成轻钢桁架混凝土组合剪力墙。为研究该类墙体的抗震性能,对两组共6个内置轻钢桁架混凝土组合剪力墙进行拟静力试验,研究轴压比和斜撑体积配钢率对其滞回性能、变形性能、刚度退化以及耗能能力的影响。对比了低矮剪力墙和中高剪力墙的位移延性和耗能能力。结果表明：轴压比对该类剪力墙的变形能力和耗能能力均不利,应予以控制;斜撑体积配钢率对提高低矮墙的延性、耗能能力效果明显,但对承载力的提高作用较小;对中高剪力墙,斜撑体积配钢率的增加,对其耗能能力不利。     

低剪跨比双钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

为研究低剪跨比双钢板-混凝土组合剪力墙的抗震性能,完成了2片低剪跨比双钢板-混凝土组合剪力墙和1片低剪跨比钢筋混凝土剪力墙试验,研究了高轴压比剪力墙在低周往复荷载作用下的变形能力、破坏模式,得到了试件滞回曲线、骨架曲线、承载力、位移延性系数、刚度退化、承载力退化和耗能能力等,分析了不同形式连接件对抗震性能的影响。试验结果表明：与钢筋混凝土剪力墙相比,低剪跨比双钢板-混凝土组合剪力墙受剪承载力显著提高,具有良好的延性和耗能能力,抗震性能良好。     

低轴压比夹芯复合剪力墙抗震性能试验研究

针对寒区传统村镇砌体结构抗震及节能水平较低的现状，提出一种由内外叶墙和内置聚苯板保温层组成的夹芯复合剪力墙结构。为研究该夹芯复合剪力墙的地震破坏模式、抗震性能指标，本文设计了2组与村镇建筑实情相吻合的低轴压比墙体试件，即1个实心剪力墙试件和1个夹芯复合剪力墙试件，分别进行低周往复水平加载试验，对比了2种墙体的破坏模式、抗震承载力、滞回及骨架曲线、刚度退化规律、延性及耗能能力等抗震性能指标。研究结果表明：在水平地震作用下，低轴压比的夹芯复合剪力墙和实心剪力墙分别发生剪切滑移破坏和压弯破坏；夹芯复合剪力墙承载力是实心墙的0.87倍，滞回曲线更为饱满，其延性和耗能能力分别是实心剪力墙的2.3倍、1.64倍，其层间位移角达到规范剪力墙限值要求；夹芯复合剪力墙内外叶墙通过三维钢丝网架可实现协同抗震工作，应适当提高竖向插筋配筋率。相关结论可为村镇夹芯复合剪力墙结构设计提供依据。     

双层不等高开缝钢板剪力墙受力性能分析

本文在对比单层等高开缝钢板剪力墙与双层等高开缝钢板剪力墙受力性能的基础上,建立了"梭形"、"凸形"、"蝶形"、"凹形"等4种双层不等高开缝钢板剪力墙,对其进行往复水平荷载作用下的受力性能研究,通过对比分析其滞回曲线、骨架曲线及能量耗散系数等参数,研究了4种开缝形式对钢板剪力墙的影响。结果表明:相同开缝率下的双层开缝钢板剪力墙受力性能优于单层开缝形式,抗侧刚度及承载力和耗能能力均得到提高;双层不等高开缝形式钢板剪力墙抗侧刚度、累积滞回环面积、承载能力均较等高双层钢板剪力墙大幅提高,其中"凹形"不等高开缝形式最佳。     

塑性可控的钢制连接装配式剪力墙抗剪性能试验研究

提出了一种塑性可控的钢制连接装配式剪力墙,将结构的塑性损伤与破坏集中在钢制连接件上,主体结构基本保持完好,能够改善钢筋混凝土剪力墙的破坏模式,避免罕遇地震作用下剪力墙在墙体底部发生严重塑性损伤,提高剪力墙的震后可恢复性。对高宽比为1.0的现浇剪力墙、塑性可控的钢制连接装配式剪力墙及更换损伤钢制连接件的装配式剪力墙进行了拟静力试验研究,考察其破坏形态、抗剪承载力、滞回性能、耗能能力等抗震性能指标。结果表明：钢制连接装配式剪力墙的破坏集中在钢制连接件上,墙体损伤程度明显减轻,具有较高的抗剪承载力,其变形能力和等效黏滞阻尼系数均可达到现浇剪力墙相应值的2倍,损伤钢制连接件更换前后试件的总耗能分别为现浇剪力墙总耗能的5.23倍和4.55倍;位移角达到3%时,上部墙体出现细微裂缝,但钢筋未发生屈服,保持较好的完整性,钢制连接件的耗能占总耗能的89.2%以上,实现了结构的塑性耗能集中控制。更换损伤连接件后的装配式剪力墙可获得与原试件相接近的性能指标,表明更换损伤的钢制连接件可较快恢复剪力墙的力学性能,塑性可控的钢制连接装配式剪力墙具有较好的可恢复性。     

配筋砌块砌体短肢剪力墙抗剪性能及承载力试验研究

通过两片T形截面墙片在恒定竖向荷载下的低周反复荷载试验,研究墙片发生剪切破坏时的破坏过程、破坏形态、受力性能、变形能力和耗能能力.试验结果表明,发生剪切破坏时,配筋砌块短肢砌体剪力墙与钢筋混凝土短肢剪力墙具有相似的破坏形态.又根据国内已有59片符合配筋砌块短肢砌体剪力墙基本要求的抗剪承载力试验数据,同时考虑了灌孔砌体强度、剪跨比、竖向压力、水平钢筋等影响因素,推导出与试验数据吻合较好的配筋砌块短肢砌体剪力墙抗剪承载力计算公式.     

部分包覆钢-混凝土组合暗柱RC短肢剪力墙抗震及其修复试验研究

一字形RC短肢剪力墙因延性及平面外稳定性差而在高层建筑应用中受到限制,为此,设计并制作了2片剪跨比为2的部分包覆钢-混凝土组合暗柱RC短肢剪力墙,进行了拟静力试验,研究了轴压比对剪力墙抗震性能的影响。结果表明：剪力墙表现为剪切黏结破坏,滞回曲线呈反S形,具备较好的延性及耗能性能。基于试验结果,对震后2片剪力墙采用增设栓钉的方式进行了修复处理并完成了拟静力试验。结果表明：修复剪力墙呈剪切斜压破坏,滞回曲线呈较为饱满的梭形,整体工作性能得到明显改善,承载力基本能恢复至震损前水平,但延性及耗能能力略有下降;随轴压比增大,对原剪力墙与修复剪力墙的承载力影响不大,延性下降,耗能能力略有提升。根据试验结果,提出一字形部分包覆钢-混凝土组合暗柱RC短肢剪力墙受剪承载力计算式,计算值与试验值之比为0.973,两者吻合较好。     

设置C形连接件的双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能研究

提出一种设置C形连接件的新型双钢板-混凝土组合剪力墙。为研究此类组合墙的抗震性能,设计并完成了6片高剪跨比双钢板-混凝土组合剪力墙的低周反复水平荷载试验。对试件的破坏现象、承载能力、轴压比、滞回曲线、骨架曲线、变形能力、位移延性系数及耗能能力进行了分析研究。试验结果表明:C形连接件可以有效地限制两侧钢面板的屈曲;在屈服阶段,试件的屈曲主要出现在端柱底部和墙身底部。试件的最终破坏形态为端柱脚部断裂;结构具有较高的承载力。组合墙正截面压弯承载力理论计算值与试验值吻合良好;试件的滞回曲线饱满,具有良好的延性及耗能能力,试件破坏时的平均极限位移角为1/52,位移延性系数为2. 49～3. 55。     

配置斜筋单排配筋混凝土双肢剪力墙抗震性能试验研究

在水平地震作用下,低轴压比的单排配筋混凝土剪力墙易在底部施工缝处产生剪切滑移现象,影响其耗能能力,在剪力墙底部配置斜向钢筋可以较好地避免此现象发生。为研究配置斜筋单排配筋混凝土双肢剪力墙的抗震性能,对3个1/2缩尺的单排配筋混凝土双肢剪力墙进行了拟静力试验,研究了在墙肢及连梁中配置斜筋对混凝土双肢剪力墙破坏机制与抗震性能的影响。对比分析了配置斜筋双肢墙与未配置斜筋双肢墙的破坏形态、滞回特性、承载力、延性、刚度和耗能能力。试验结果表明:在墙肢配筋量相同的条件下,在墙肢底部设置适量的斜筋,可提高双肢墙的延性和耗能能力,并对其破坏机制产生影响;在墙肢分布钢筋量不变条件下,在墙肢底部和连梁中增设斜筋,可明显提高双肢墙的延性和耗能能力。