保温墙模带缝剪力墙非线性有限元分析

适应建筑节能、墙材革新等政策的要求,提出一种新型保温承重结构体系——免拆保温墙模带缝剪力墙体系。运用有限元分析程序ANSYS对该体系剪力墙进行非线性分析。通过建立合理的力学模型,模拟分析了在水平荷载作用下带缝剪力墙构件的抗震性能,并与传统剪力墙对比,比较了两种剪力墙的裂缝开展与分布、应力应变特点、刚度、刚度衰减系数及延性系数,通过比较分析了带缝剪力墙在破坏模式、骨架曲线及刚度退化等方面的特点和规律。分析结果表明:开缝可以改变墙体的破坏形态,降低构件的刚度,同时可以提高构件的延性,增大其耗能能力。该文研究成果可以为保温墙模带缝剪力墙的工作性能评价和安全设计提供理论依据。     

玻化微珠保温墙模复合剪力墙承载力研究

适应建筑节能的要求,提出一种新型保温承重结构体系——玻化微珠保温墙模复合剪力墙体系。通过轴压试验研究与有限元模拟分析,确定单片免拆墙模复合剪力墙在轴向压力作用下的承载能力,了解复合剪力墙的破坏形态、变形能力。同时进行传统剪力墙轴压试验研究及数值模拟,比较两种墙体的强度及平面外稳定性,确定墙模对内部混凝土的复合增强作用。试验及模拟分析结果均表明本体系复合剪力墙在正常使用荷载下具有较大的承载能力和刚度,具有很好的整体工作性能。研究成果可以为保温墙模复合剪力墙的工作性能评价和安全设计提供理论依据。     

宜宾长江公路大桥斜拉桥抗震性能评价

采用单梁式有限元模型对宜宾长江公路大桥斜拉桥的动力特性和地震响应进行了计算,考虑了桩-土相互作用和群桩效应,采用反应谱法和时程分析法对该桥进行了地震反应的对比分析。计算结果表明:桥梁结构的抗震性能满足要求;抗震结构体系采用弹性索梁-塔连接体系是合适的,还可进一步降低弹性索刚度或者采用弹性索+阻尼器体系来减小桥梁地震反应;建议大跨度斜拉桥应该采用反应谱法和时程分析法同时计算,结构内力和变形以这两种方法计算结果的较大值作为抗震设计的依据。     

基于等效层模型的静动力抗震分析及其在剪力墙减震设计中的应用

以某高层剪力墙结构为工程背景,基于等效层模型,将静力弹塑性方法与非线性时程分析方法相结合,对结构进行了消能减震分析。首先对结构三维空间模型进行了静力弹塑性分析,得到了结构的层间恢复力曲线。在此基础上,根据能量相等原则确定了等效三线型恢复力模型,建立了结构等效弹塑性层模型,进行了弹塑性时程分析,并研究了非线性粘滞流体阻尼器对高层剪力墙结构在罕遇地震作用下反应的振动控制。分别对减震前后剪力墙结构在EL CENTRO波、唐山波和人工波作用下的整体反应进行了分析和评估。研究结果表明,采用静动力综合抗震分析方法对结构弹塑性等效层模型进行时程分析可以用于评估结构的弹塑性整体抗震性能,为工程设计提供参考;采用粘滞流体阻尼器可以明显减小高层剪力墙结构在罕遇地震作用下的反应,使得层间位移满足《建筑抗震设计规范》的要求,该方法可为类似结构的减震设计提供借鉴。     

双重耗能机制框架剪力墙结构地震响应分析EI北大核心CSCD

当前摇摆墙体系研究广泛,但由于放松了墙底约束,抗侧刚度减小,使得结构整体变形过大。在框架剪力墙双重结构体系中,利用剪力墙和框架在地震作用下不同的变形模式,在两者之间连接屈曲约束支撑(BRB)可有效降低框架结构的水平加速度响应;进一步在剪力墙底设置参数可控的金属阻尼器(MD),防止剪力墙底部破坏的同时,整体结构在BRB与MD共同作用下,整体结构地震响应也得到有效改善。以某六层混凝土框架剪力墙为例,利用ABAQUS有限元软件并结合UMAT二次开发接口的PQ-Fiber用户子程序,建立了框架剪力墙非线性有限元模型,变化BRB和MD初始刚度和屈服强度,进行弹塑性动力时程分析。结果表明:在BRB和墙底MD的双重耗能作用下,当BRB和MD屈服强度取值一个合适的属性范围,双重耗能框架剪力墙结构的地震响应得到了明显改善。     

带水平短缝剪力墙与普通剪力墙模型的对比振动台试验研究

基于带水平短缝低剪力墙的反复荷载的试验研究结果及分析,作者把这一抗震控制设想进一步推广应用于多层带边框剪力墙结构体系,以改善这类结构体系的抗震性能.为了真实地了解地震动荷载作用下开水平短缝多层剪力墙性能,并和相同情况下的普通多层剪力墙的性能相比较,作者按照相似比例关系,制作了两片4层钢筋混凝土小结构模型,进行了直接输入地震波的结构地震模拟振动台试验。试验经历了结构弹性、开裂直至破坏全过程,研究了结构在各个阶段的动力特性变化及动力反应,并比较了两片小结构模型的破坏形态。试验结果表明,带水平短缝剪力墙结构的抗震性能明显优于普通剪力墙结构。     

一种基于再生混凝土的装配式结构抗震性能试验研究

为了研究低成本抗震节能结构体系,进行了以建筑垃圾为骨料的再生混凝土力学性能试验。对再生混凝土剪力墙进行了拟静力试验,分析了以建筑垃圾为骨料的再生混凝土剪力墙承载力、破坏形态以及滞回特性。提出一种隔震装置以及装配式结构,通过模拟地震动振动台试验分析隔震结构在地震作用下的抗震性能并检验隔震装置的有效性。结果表明：再生混凝土的力学性能随着聚丙烯纤维的加入而提高;再生混凝土剪力墙具有较高的抗震性能和承载能力;装配式结构洞口处和墙柱连接处为薄弱部位,地震作用下洞口处裂缝呈现 X 形分布,墙柱连接处几乎形成贯通的裂缝。在不同地震波作用下,隔震后结构沿高度方向上的振动趋于整体平动,表明该隔震装置对于结构隔离地震作用具有一定的效果,但该隔震装置的隔震效果与输入地震波的频谱特性有关,设计时,需要选择适当的场地。     

框架—自复位墙结构弹性地震反应分析的简化方法

针对框架—自复位墙结构,将自复位墙假定为刚体,框架简化为多自由度体系,得到了“刚体—多自由度体系”简化分析模型,建立了地震激励下的运动方程,给出了相应的Simulink动态仿真模型。针对典型算例,在多条地震波激励下,分别采用该文提出的方法及ABAQUS有限元软件进行了弹性地震响应分析。总体上,二种方法得到的计算结果差别较小,表明该文所建立的简化分析模型具有较高的计算精度,同时具有很高的计算效率,能进一步应用于框架—自复位墙结构的抗震设计。     

考虑墙体作用的低层冷弯薄壁型钢轻型房屋住宅体系弹塑性动力分析

低层冷弯薄壁型钢结构住宅体系的抗震性能是进行该类结构推广应用的关键。该文基于ANSYS软件建立了该类结构体系的数值模型,在考虑冷弯薄型钢构件及门窗洞口加强与否、考虑组合墙体作用与否等情况下,分别进行了设防烈度为7度时常遇地震下的静力分析和弹性时程分析和设防烈度分别为7度、8度和9度时罕遇地震下的弹塑性时程分析。结果表明:常遇地震作用时结构弹性层间位移由风荷载控制,罕遇地震作用下结构弹塑性层间侧移则由地震作用控制;是否考虑组合墙体及墙面板材料特性对结构承载力、变形及抗震性能影响显著。在设防烈度分别为7度、8度和9度时的罕遇地震作用下,考虑组合墙体时结构最大弹塑性层间位移角可满足现行抗震规范(GB50011-2010)要求,双面OSB墙面板且角柱进行加强时抗震性能最好。该文结果可为进一步进行此类结构体系的抗震性能研究及应用提供参考。     

大比例尺剪力墙住宅楼抗震性能振动台试验研究

以普查地区典型的住宅楼建筑为试验体原型,在轴压比一致相似的前提下,开展几何相似比为1/8的高层剪力墙振动台试验研究。通过对模型输入不同地震动,分析结构的加速度、位移等动力响应,研究了剪力墙结构体系损伤破坏路径、剪力墙及连梁构件的破坏特点。根据试验现象和试验结果分析,研究结构体系的频率衰减、刚度退化、层间位移角等地震响应特性变化规律。研究结果表明：原结构与模型的折算后周期最大误差为5.4%,结构在经历7度、8度罕遇地震后结构频率降低17.43%,刚度退化严重,长墙出现斜向裂缝,短墙出现水平弯曲裂缝,结构的各层加速度放大系数降低。对于规则结构可以按照单向输入地震动进行结构弹性设计,顶层的加速度放大系数为2.6～3.0,顶层结构的层间剪力较大,设计中不可忽略。试验表明,长墙可作为整体结构体系第一道抗震防线,可有效的耗散地震能量,层间位移角可满足高层混凝土技术规程的限值要求,21世纪初建立的短肢剪力墙结构可以很好的实现抗震三水准要求,不需要进行加固与改造。     

双功能带缝剪力墙的刚度和承载力研究

双功能带缝剪力墙是根据结构抗震控制概念,在通缝墙的开缝部位设置连接键而形成的一种新型抗震控制剪力墙。本文根据试验,研究了双功能墙的初始侧移刚度、弹塑性阶段侧移刚度的变化和延性承载阶段侧移刚度的衰减程度．论文还建立了双功能墙的力学计算模型,并采用该模型研究了双功能墙的最大承载力和延性承载力。     

型钢混凝土框排架混合结构弹塑性地震响应及抗震防线问题研究

型钢混凝土框排架混合结构是一种新型的火电厂主厂房结构体系,合理的剪力墙布置能够使该类结构实现三道抗震防线。采用ABAQUS有限元软件进行8度小震、中震、大震以及9度大震下的弹塑性地震反应分析,获得结构在不同强度地震下的基底剪力、整体侧移、层间侧移角以及结构构件的损伤演化特性。研究结果表明：强震作用下剪力墙首先出现损伤破坏,可以起到第一道抗震防线的作用,有效提高了结构的抗震能力;随着地震作用的增强,结构薄弱部位由煤斗层到运转层再到底部两层下移,且整体侧移曲线由弯剪型向剪切型转变;整体结构的变形性能较好,能够满足“大震不倒”的抗震设防需求。最后,通过计算分析提出适用于不同烈度、不同场地类别下的剪力墙布置数量与抗震构造措施,可供工程设计参考。     

新型装配式金属消能减震复合墙板抗震性能试验研究

为了研究新型预制装配式金属消能减震复合墙板的抗震性能,分别对新型预制装配式复合墙板以及传统夹心墙板进行了低周反复加载试验,对比研究了试件的破坏模式、滞回耗能性能、承载力与刚度、位移延性等变化。研究表明:新型预制金属消能减震复合墙板滞回曲线呈现"平行四边形",相对于传统复合墙板较为饱满,具有良好的抗震性能;相比于传统夹心复合墙板主要在墙板中部出现X形剪切裂缝,新型预制装配式金属消能复合墙板裂缝主要在墙板角部出现,具有良好的整体性能;新型预制装配式金属消能减震复合墙板具有较小的侧向刚度、较好的位移延性,能够降低围护墙板附加刚度约束效应;新型预制装配式金属消能减震墙板能够达到"小震下处于弹性,大震下屈服耗能"抗震设计目标。     

结构抗震消能控制的试验与应用研究

为了改善高层剪力墙结构的抗震性能,根据结构控制的原理提出了一种新型剪力墙—沿竖向消能的带竖缝剪力墙。首先,进行了竖缝处消能装置的剪切—摩擦试验,研究了这种消能装置的受力机理和消能机理,给出了荷载—位移骨架曲线的理论计算方法。其次,进行了带有此消能装置的一层带竖缝剪力墙和普通实体墙的低周反复荷载试验,对比研究了这两类剪力墙的破坏机理和滞回特性,试验表明这种新型消能剪力墙具有良好的抗震性能。接着,讨论了这种剪力墙的消能计算方法。最后,介绍了消能剪力墙的一个工程应用实例。     

可恢复功能剪力墙结构研究进展

近年来,可恢复功能结构逐渐成为了抗震工程研究的热点。可恢复功能剪力墙,主要包括：配合框架结构同时使用的摇摆或自复位剪力墙,通过摇摆减轻地震作用的破坏,通过自重或施加预应力使结构复位;应用于剪力墙结构中的可更换剪力墙,通过对破坏部位的更换实现结构功能的快速恢复。介绍了自复位剪力墙结构,摇摆剪力墙结构及可更换剪力墙结构的相关研究进展,对研究领域的成果和不足进行了总结,并指出研究领域中存在的空白。     

A non-linear masonry infill macro-model to represent the global behaviour of buildings under cyclic loading

The presence of masonry infill walls in RC buildings is very common. However, and even today, in the design of new buildings and in the assessment of existing ones, these infill walls are usually considered as non-structural elements and their influence in the structural response is generally ignored. For horizontal loading, infill panels can drastically modify the response, attracting forces to parts of the structure that have not been designed to resist them. This paper presents an improved non-linear numerical simulation model for the influence of the masonry infill walls in the seismic behavior of structure. The model is implemented in the PORANL program. After the implementation and calibration of the proposed masonry model, a series of non-linear dynamic analyses of a building representative of Modern Architecture in Europe were carried out. The main objective was to investigate the behavior of this type of building, and any weakness under seismic loading. The building geometry and the dimensions of the RC elements and infill walls were set in the original project, and confirmed in the technical visits. The building under study has nine storeys and the structure is mainly composed of 12 plane frames oriented in the transversal direction. The building was analyzed with a simplified plane model, for each direction, and the existing infill panels were looked at in accordance with their dimensions and location. The earthquake action adopted in this study was simulated through three series of artificially generated earthquakes, for a medium/high seismic risk scenario in Europe.     

装配式混凝土剪力墙结构空间模型抗震性能试验

对装配式混凝土剪力墙结构底部四层1/2比例空间模型进行了低周反复荷载试验。根据试验结果及试件原型静力弹塑性分析结果对比分析认为:装配式混凝土剪力墙结构抗震性能满足我国抗震设防要求,同时,由于填充墙效应及局部现浇带的有效约束,结构承载力及刚度得到提高,且有较大安全余度,可应用于实际工程;装配式混凝土剪力墙结构由于采用与剪力墙板整体预制的钢筋混凝土填充墙,设计时应充分考虑填充墙对主体结构强度和刚度的影响;装配式混凝土剪力墙结构弹性强度及刚度较现浇剪力墙结构有明显提高,但同时造成其在弹塑性阶段表现复杂,有必要建立其精细化弹塑性模型进行地震作用下的详细分析。     

带暗支撑剪力墙体系抗震研究及应用 第十三届全国结构工程学术会议特邀报告

提出了钢筋混凝土带暗支撑剪力墙。对不同高宽比、不同暗支撑型式、不同暗支撑倾角和配筋比的带暗支撑低矮、中高剪力墙模型和双肢剪力墙模型进行了低周反复荷载下的抗震性能试验研究。进行了带暗支撑剪力墙结构模型与不带暗支撑剪力墙结构模型的振动台对比试验研究。在试验研究的基础上,建立了带暗支撑剪力墙的力学模型和抗震设计方法,在实际工程应用中取得了良好的效果。