平安金融中心钢-混凝土组合剪力墙设计分析

在钢筋混凝土剪力墙中两端设置型钢暗柱、中部设置钢板,形成钢-混凝土组合剪力墙结构,能充分发挥钢-混凝土组合结构优势,提高剪力墙承载力,减小截面厚度,改善结构抗震性能。采用有限元软件ABAQUS对平安金融中心核心筒区域钢-混凝土组合剪力墙进行了计算分析。结果表明,对于钢-混凝土组合剪力墙,只要构造设计合理,内埋的型钢、钢板与钢筋混凝土在达到极限承载力前是协同工作的。     

钢-混凝土组合剪力墙研究进展

钢-混凝土组合剪力墙是新兴的抗侧结构构件,能够有效结合钢与混凝土的性能特点,相比钢筋混凝土现浇剪力墙,墙体的承载力、耗能能力、延性都有所改善。为充分研究组合剪力墙的各项性能,国内外专家学者从试验研究、理论分析、数值模拟和参数影响四个方面,证明了组合剪力墙结构具有更强的力学性能。但研究过程中仍有所不足,文中综述近几年对不同构造形式组合剪力墙的分析,展望今后组合剪力墙研究方向。     

钢-混凝土组合剪力墙研究与应用

对近年来国内外钢-混凝土组合剪力墙的研究成果进行总结,探讨其受力性能,并结合工程实例介绍其在超高层建筑中的应用。     

预制钢桁架-混凝土组合剪力墙受力性能研究

钢桁架-混凝土组合剪力墙是一种适用于装配式建筑的新型抗侧力结构体系。本文采用ABAQUS有限元软件建立钢桁架-混凝土组合剪力墙的分析模型,对13个不同设计参数的钢桁架-混凝土组合剪力墙进行了单调加载模拟,得到了构件的变形性能和受力性能;考察了轴压比、混凝土强度等级、型钢强度等级、含钢量等参数对钢桁架-混凝土剪力墙受力性能的影响规律。研究结果表明:轴压比对于剪力墙的抗剪承载力和延性都具有较大影响,轴压比在0.3～0.5之间,钢桁架混凝土剪力墙的抗剪承载力较大;混凝土强度等级、型钢强度等级、含钢量对剪力墙受力性能影响不大;增加型钢柱的含钢率能有效提高剪力墙的抗剪承载力,增加型钢腹杆的含钢率对于剪力墙的抗剪承载力提升效果不明显。     

预制装配式部分包覆钢-混凝土组合剪力墙结构研发与应用

提出预制装配式部分包覆钢-混凝土组合剪力墙结构(PEC剪力墙结构),详细介绍该结构基本组成和构造特点,并以新城·吾悦广场12号住宅楼为例介绍其在工程中的应用。结合试验研究与工程应用,总结预制装配式PEC剪力墙结构力学性能、耐火性能、节点连接性能等。实际应用效果表明,预制装配式PEC剪力墙结构受力合理,解决了目前钢结构住宅和PC结构住宅存在的部分技术问题。     

M型钢-混凝土组合剪力墙抗震性能有限元分析

为避免小剪跨比剪力墙在地震下发生脆性剪切破坏，提出一种M型钢-混凝土组合剪力墙，采用M型钢作为剪力墙竖向分布钢筋，具有整体性能好、抗扭刚度大、施工效率高等特点，在大震下呈现分缝受力的破坏模式，表现出良好的抗震性能。采用ABAQUS有限元软件对M型钢-混凝土组合墙体进行非线性拟静力分析，研究不同免拆模板类型、轴压比、水平钢筋配筋率对墙体的抗震性能的影响，对墙体的塑性损伤分布情况进行对比分析。结果表明：有限元模拟结果与试验结果吻合程度良好，墙体混凝土损伤呈两阶段分布。M型钢-混凝土组合墙体具有较大的承载力和抗侧刚度，免拆模板类型对墙体抗震性能影响不大，降低水平钢筋配筋率会使墙体承载力显著下降，加速刚度衰减，延性和耗能能力显著增强，减小轴压比会降低墙体承载力，但延性系数有所提高。     

装配式钢-混凝土组合管剪力墙抗震性能试验研究

为研究装配式钢-混凝土组合管(SRCT)剪力墙的抗震性能,完成了4个足尺SRCT剪力墙试件的低周反复荷载试验,分析了试件的破坏形态、承载能力、滞回曲线、位移延性、刚度退化和耗能能力等。结果表明：SRCT剪力墙具有良好的承载能力、刚度和延性,表现出良好的抗震性能;随钢板厚度的增大,试件的破坏形态由钢板撕裂屈曲为主转为焊缝破坏为主,预制构件生产制作时需保证薄钢板与型钢连接的焊接质量,避免焊接破坏发生;0.2轴压比作用下,试件的屈服位移角的平均值为0.005 rad,极限位移角为0.013 rad,均高于现行规范限值;拉结筋间距200～250 mm范围内,适当减小拉结筋间距可提高剪力墙的延性及耗能能力。     

钢连梁-钢板混凝土组合剪力墙组合件抗震性能试验研究

为进一步提高联肢剪力墙结构的抗震性能,提出了一种改进型钢连梁-钢板混凝土组合剪力墙混合结构.通过对5个1/2缩尺连梁-墙肢组合件的低周往复加载试验,研究了钢连梁跨高比和加劲肋布置等因素对组合件抗震性能的影响.研究表明:组合件塑性变形均集中在易更换的钢连梁上,墙肢和节点部位损伤程度较低,有利于实现结构罕遇地震作用后的功能...     

钢桁架-混凝土组合剪力墙与钢连梁连接节点的抗震性能分析

型钢混凝土剪力墙具有抗震性能好、便于装配化的优点,该墙体和钢连梁连接节点的抗震性能严重影响结构体系的安全。采用ABAQUS有限元软件建立精细化模型,分析了以剪切塑性变形为主的节点和以弯曲塑性变形为主的节点的抗震性能。通过低周往复加载,观察节点的破坏形态,并对节点的滞回性能、骨架曲线、刚度退化曲线、等效黏滞阻尼系数以及位移延性系数等进行分析,探明了节点处腋梁、侧肋板、墙体斜撑及翼缘削弱等对节点抗震性能的影响。研究表明：节点处设置腋梁或侧肋板可提高节点初始刚度及承载力,并使塑性铰外移,减小边柱变形,实现“强节点”的抗震需求,但增加侧肋板将降低节点的延性;翼缘削弱将降低节点初始刚度及承载力,但对刚度退化影响较小;翼缘削弱后增设腋梁、侧肋板和斜撑对节点滞回曲线和骨架曲线影响较小。     

钢-混凝土组合结构

介绍了钢混凝土组合结构的一般概念和发展概况,总结了压型钢板、钢-混凝土组合梁、钢管混凝土柱、外包钢混凝土结构和钢骨混凝土结构的优缺点,供设计和研究人员参考。     

不同类型钢-混凝土组合剪力墙超高层结构抗震性能对比

采用结构分析软件Perform-3D对分别带有内置钢板混凝土组合剪力墙、内藏钢桁架混凝土组合剪力墙以及传统的型钢混凝土剪力墙的框架-核心筒结构进行静力和动力弹塑性分析,研究了三种剪力墙对整体结构的动力特性、位移反应和地震损伤的影响。研究表明,带有三种组合剪力墙的结构整体抗震性能优劣顺序依次为内置钢板混凝土组合剪力墙结构、内藏钢桁架混凝土组合剪力墙结构、型钢混凝土组合剪力墙结构。     

高轴压比钢-混凝土组合剪力墙压弯性能试验研究

通过对13片不同形式的高轴压比、大剪跨比剪力墙进行往复水平力加载试验,研究墙体两端暗柱设置型钢、墙身增设内藏钢板等形式组合剪力墙的压弯承载力、延性性能及破坏机理。试验结果表明:基本试件、两端暗柱设置型钢试件、内藏钢板试件的破坏过程相近,两端暗柱设置型钢试件和内藏钢板试件裂缝条数较多、宽度较小,内藏钢板试件的破坏情况相对较轻;两端暗柱设置型钢、增设内藏钢板,对压弯承载力、变形能力提高显著;组合剪力墙轴压比计算可以计入两端型钢和内藏钢板的作用。根据试验结果,提出钢板组合剪力墙压弯承载力计算的建议公式。     

装配式钢-混凝土组合管剪力墙轴压性能有限元分析

为研究装配式钢-混凝土组合管(SRCT)剪力墙的轴压受力性能,完成了11个SRCT剪力墙试件和1个钢筋混凝土(RC)剪力墙试件的数值模拟分析,研究距厚比、钢材强度与穿筋截面对构件轴压性能的影响。分析结果表明:所采用的数值分析方法能较好反映SRCT剪力墙的轴压受力性能,与RC剪力墙相比,SRCT剪力墙具有较高的轴压承载能力与轴向刚度;在受力过程中,SRCT剪力墙混凝土压溃现象先于钢板屈服;合理的穿筋布置可使穿筋在试件受力与破坏过程中始终处于弹性。     

钢板-混凝土组合剪力墙的承载力和应用研究

钢板-混凝土组合剪力墙具有承载能力高,耗能能力强的特点,可充分发挥钢板和混凝土之间的联合作用。从受力机理出发,介绍钢板-混凝土组合剪力墙的承载力计算方法,使用有限元法分析混凝土板厚、钢板的高厚比和跨高比对组合剪力墙承载力的影响。     

考虑施工因素的装配式钢-混凝土组合剪力墙抗震性能分析

基于Open SEES有限元分析计算平台,建立了能够考虑装配施工缝影响的装配式钢-混凝土组合剪力墙结构的分段纤维模型,通过与足尺装配式钢-混凝土组合剪力墙的试验研究结果对比,得出数值分析结果与试验结果吻合较好,验证了该模型各关键参数的合理性。通过进一步参数分析,研究了钢筋黏结滑移、剪切效应、约束混凝土面积减小等因素对装配式钢-混凝土组合剪力墙结构抗震性能的影响,通过该因素使得建模过程中体现了"装配式建造"因素。计算结果表明,上述因素对结构抗震性能影响不显著,建议在进行此类结构的抗震性能分析中可以忽略。     

钢-混凝土组合结构在加固工程中的应用

钢-混凝土组合结构以其承载力高、刚度大等优点,在建筑结构中具有广泛的应用前景。结合工程实际介绍了钢-混凝土组合结构在房屋改造加固工程中的应用。对其工程背景、施工方法和加固效果进行了详细的介绍,并对加固结构进行了计算分析。对比分析结果表明,采用的加固方法具有大幅度提高承载力、减小挠度、施工方便快捷等特点,值得推广应用。     

钢-混凝土组合结构在实际工程中的应用

本文结合在实际工程中钢-混凝土组合结构的应用情况,介绍了钢-混凝土结构的特点,并对钢-混凝土结构的设计要点及施工要点进行了简要的概述。     

钢-混凝土组合结构在加固工程中的应用

结合某工程实际介绍了钢-混凝土组合结构在加固改造工程中的应用,对其工程背景、加固方案的比选、设计及施工方法进行了详细的介绍分析。结果表明,采用钢-混凝土组合结构的加固方法具有大幅度提高承载力,减小挠度,施工方便快捷等优点,值得推广应用。     

钢桁架混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

采用型钢桁架代替钢筋配置在剪力墙中形成钢桁架混凝土组合剪力墙（以下简称“桁架剪力墙”）,该剪力墙兼具钢结构延性好和混凝土结构受剪承载力高的优点,且能够克服钢结构耐腐蚀、耐火性能较差的缺点,其通过钢桁架替代钢筋更有利于装配化施工。对4个剪跨比为1.65的钢桁架剪力墙进行拟静力试验,通过试验得到的滞回曲线、骨架曲线和刚度退化曲线等,研究了不同轴压比（0.21和0.26）和不同抗剪键（短钢筋抗剪、短钢筋和栓钉共同抗剪）对剪力墙抗震性能的影响。采用有限元软件ABAQUS对钢桁架剪力墙进行参数分析,进一步考察了轴压比（0.2、0.3和0.4）、桁架竖杆含钢率（1.43％、2.09％和2.71％）和腹杆含钢率（1.37％、2.02％和2.64％）对其受剪性能的影响,并提出剪力墙受剪承载力计算公式。研究结果表明：当轴压比大于0.3时,随着轴压比的提升,剪力墙的受剪承载力有下降的趋势;钢桁架设置抗剪键对于剪力墙的受剪承载力影响不大,但能提高剪力墙的刚度和耗能能力;钢桁架竖杆含钢率对剪力墙受剪承载力有较大提升作用,而桁架腹杆含钢率对剪力墙受剪承载力的提升作用较小。计算钢桁架-混凝土剪力墙的受剪承载力时,可不考虑腹杆受压时平面外的失稳问题。