钢纤维增强边缘构件混凝土高剪力墙抗侧承载力分析

基于"部分增强"的思想,针对剪力墙边缘构件受力复杂、施工困难的特点,提出在高剪力墙边缘构件中采用钢纤维局部增强的方法。结合试验结果,验证了有限元数值分析的适用性,研究了钢纤维体积率和轴压比对钢纤维增强边缘构件混凝土高剪力墙抗侧承载力的影响,并与整体钢纤维混凝土剪力墙相应的抗侧承载力进行对比分析。结果表明:边缘构件钢纤维体积率为1.5%~2%时,对剪力墙承载力增强效果最强,最大提高幅度达45.1%。相对于整体钢纤维混凝土剪力墙,仅边缘构件采用钢纤维增强的剪力墙在未降低过多承载力的情况下,具有较好的经济优势。     

装配式型钢混凝土剪力墙抗震性能有限元研究

本文研究一种新型装配式型钢混凝土剪力墙,采用有限元软件ABAQUS分别建立了现浇混凝土剪力墙、边缘构件中型钢贯通的现浇混凝土剪力墙、灌浆套筒连接预制剪力墙、灌浆套筒连接边缘构件中型钢贯通预制剪力墙和灌浆套筒连接边缘构件中型钢非贯通预制剪力墙共5种剪力墙结构模型。分别对这些剪力墙模型进行低周反复加载模拟分析,对比分析结构的滞回曲线和骨架曲线等抗震性能。分析结果表明:对于同样内置型钢的剪力墙,采用装配式连接方式与现浇连接方式的剪力墙抗震性能基本相同;与无内置型钢的现浇剪力墙和由灌浆套筒连接的剪力墙相比,型钢剪力墙由于在边缘构件中内置型钢,其抗剪承载力明显提高,滞回曲线更为饱满,更加有利于抵抗地震作用。     

高轴压比钢管混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为研究约束边缘构件内配置圆钢管的钢管混凝土剪力墙的抗震性能、探讨钢管混凝土剪力墙的轴压比限值及其约束边缘构件的配箍要求,完成了6个剪跨比大于2.0的高轴压比钢管混凝土剪力墙试件和1个钢筋混凝土剪力墙试件的拟静力试验。试验结果表明：剪力墙的破坏形态为压弯破坏及底部混凝土压溃而丧失竖向承载能力;钢管混凝土剪力墙的开裂水平力、名义屈服水平力、正截面受弯承载力和变形能力均比相同参数的钢筋混凝土剪力墙大;配置双钢管剪力墙的变形能力大于配置单钢管的剪力墙,约束边缘构件为端柱的剪力墙的变形能力大于约束边缘构件为暗柱的剪力墙;正截面受弯承载力试验值大于计算值。根据试验结果,提出了钢管混凝土剪力墙的设计建议。图9表7参13     

装配式空心混凝土剪力墙抗震性能有限元模拟

装配式建筑成为现在建筑行业的趋势,同时为了满足节能以及减轻自重的需求,本文研究装配式空心混凝土剪力墙的抗震性能。共采用4个不同构造的剪力墙有限元模型,第一组是都有后浇边缘构件的实心混凝土剪力墙和空心混凝土剪力墙,第二组是普通实心混凝土剪力墙和在构件边缘有孔洞的空心混凝土剪力墙,用ABAQUS软件进行有限元分析。结果表明,空心混凝土剪力墙不仅可以满足抗震性能要求,还可以节省材料。     

自复位方钢管混凝土框架-薄钢板剪力墙结构的水平边缘构件受力分析

基于薄钢板剪力墙在目标位移下充分屈服并形成拉力带,对绕梁腹板销轴转动的自复位方钢管混凝土框架-薄钢板剪力墙结构的水平边缘构件（中梁和顶梁）进行受力分析。分别对水平边缘构件在钢绞线预应力和薄钢板剪力墙拉力带作用下的受力进行分析,推导了钢绞线在目标位移下的拉伸预应力计算公式;基于薄钢板剪力墙极限破坏形态,研究了薄钢板剪力墙拉力带产生的水平边缘构件端部的轴力和剪力;提出了水平边缘构件的弯矩、剪力及轴力计算公式,明确了水平边缘构件的内力分布。结果表明:水平边缘构件内力公式计算值与有限元分析值吻合较好,可为水平边缘构件的设计提供参考。     

钢管约束高强混凝土剪力墙抗震性能试验研究

高强混凝土剪力墙承载力高,刚度大,但变形能力较差。为改善此类构件的变形能力,在剪力墙边缘构件采用钢管约束形式代替普通箍筋,进行了钢管约束高强混凝土剪力墙低周反复加载试验,研究试件的破坏形态、破坏机理、延性、滞回特性、刚度退化及耗能性能。试验表明,通过约束边缘构件内设置钢管,试件水平承载力下降缓慢,在较大竖向压力作用下,试件仍可保持竖向承载能力,可明显提高高强混凝土剪力墙的变形能力;相同轴压比下,钢管约束高强混凝土剪力墙试件较普通配筋高强混凝土剪力墙试件,极限位移增大27%,耗能值增加81%。根据试验结果,建立了钢管约束高强混凝土剪力墙正截面承载力计算公式,建议在高强混凝土剪力墙底部加强区采取钢管约束构件的形式,以提高高强混凝土剪力墙抗震性能。     

基于拓扑优化技术的高性能剪力墙优化设计

剪力墙是高层建筑物重要的结构构件。剪力墙主要承受竖向力和水平作用力,其边缘构件的底部混凝土由于拉力作用容易开裂失效,从而出现局部损伤,导致整片墙过早的失去工作能力。为了使剪力墙有更好的工作性能和更优的材料布置,基于拓扑优化理论对钢筋混凝土剪力墙进行优化设计。首先应用Hyperworks软件中的拓扑优化程序对传统剪力墙进行优化分析,根据计算的结果,进行混凝土剪力墙钢筋笼的重新设计,然后利用有限元软件ABAQUS对钢筋笼优化布置之后的剪力墙模型进行竖向荷载和水平荷载共同作用下的推覆模拟分析。通过剪力墙优化前后的抗震性能有限元模拟分析对比结果表明,根据拓扑优化结果重新设计的剪力墙表现出更好的抗震性能,研究结果对类似结构设计具有参考价值。     

混合结构中常用剪力墙形式抗震性能研究

采用有限元程序ADINA,考虑了核心筒墙体高宽比、混凝土等级、轴压比、配筋率和边缘约束指标以及型钢混凝土剪力墙边缘构件含钢率等因素的影响,对混合结构主要抗侧力构件——核心筒墙体的抗震性能进行了分析,并对混合结构中剪力墙抗震性能的主要影响参数提出了建议。     

竖向波形钢板-混凝土组合剪力墙的抗震韧性试验研究

为了克服传统剪力墙的不利受损形态,提升剪力墙的抗震韧性,设计了方钢管混凝土作为边缘约束构件的竖向波形钢板-混凝土组合剪力墙CPCSW,并进行了拟静力试验,在罕遇地震作用下剪力墙层间位移角达到弹塑性层间位移角规范限值时,该剪力墙满足相关规范的抗震要求且克服了剪力墙墙身剪切开裂及墙趾压溃的震害,但边缘约束构件下部拉应力较大...     

高配筋率边缘约束构件高强混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为改善高强混凝土剪力墙的延性,设计了7个不同形式的高配筋率边缘约束构件高强混凝土剪力墙试件（边缘约束构件内的纵筋配筋率约为5%~8%）和1个普通配筋率的高强混凝土剪力墙试件,对其进行低周反复水平荷载作用下的拟静力试验,研究了剪力墙试件的破坏形态、滞回特性、变形能力、截面应变、刚度退化、耗能能力等。试验结果表明：对于剪跨比λ≥2的剪力墙,在高强混凝土剪力墙中设置高配筋率暗柱或端柱,并适当提高水平和竖向分布钢筋的配筋率,可以显著提高高强混凝土剪力墙的抗震性能。     

灌芯装配式混凝土大板剪力墙抗震性能数值模拟

灌芯装配式混凝土大板剪力墙是一种新型装配式剪力墙,能够大幅度降低工程造价,具有广阔的市场前景,故对该种形式剪力墙的抗震性能的研究具有重要意义。本文利用ABAQUS有限元分析软件对灌芯装配式混凝土大板剪力墙进行了数值模拟,将模拟结果和试验骨架曲线、试验过程中墙体破坏形态进行了对比分析。同时,系统分析了轴压比、边缘构件配筋率、墙身配筋率以及墙身底部水平钢筋的间距对灌芯装配式混凝土大板剪力墙受力性能的影响。分析结果表明:模拟计算结果与试验结果吻合;轴压比、边缘构件配筋率能显著影响构件的承载力和变形能力;墙身配筋率、墙身底部水平钢筋的间距对构件无显著影响。     

型钢混凝土剪力墙抗震性能研究

型钢混凝土剪力墙是一种广泛应用于高层混合结构中的剪力墙形式。本文采用通用有限元程序ADINA,以边缘构件含钢率为主要参数,对不同剪跨比的几组剪力墙承载力和变形能力进行了分析,并与考虑了剪力墙混凝土等级、轴压比、配筋率和边缘约束指标等参数影响的剪力墙性能进行了比较研究。对混合结构中剪力墙抗震性能的主要影响参数提出了设计建议。     

边缘配置高强纵筋装配式中高强再生混凝土剪力墙抗震性能研究#br#

为促进高性能绿色建筑结构发展,推动高强钢筋和中高强再生混凝土的工程应用,研发了边缘构件采用环筋扣合连接方式且配置高强纵筋的装配式中高强再生混凝土剪力墙,对6个剪跨比为2.2的装配式混凝土剪力墙进行了低周反复荷载试验。分析了不同再生粗骨料取代率、混凝土强度、边缘暗柱纵筋强度及搭接位置对装配式再生混凝土剪力墙的破坏形态、滞回性能、承载力、延性、刚度退化规律、耗能能力等抗震性能指标以及可恢复性能的影响。试验结果表明：边缘构件配置高强钢筋的装配式中高强再生混凝土剪力墙的破坏形态以弯曲破坏为主;再生粗骨料取代率对装配式中高强再生混凝土剪力墙的承载力、延性和耗能能力影响不大,各剪力墙均具有较好的抗震性能;边缘暗柱采用HRB600纵筋可有效提高装配式中高强再生混凝土剪力墙的承载力、耗能能力和可恢复性能;边缘暗柱纵筋在剪力墙底部塑性铰区搭接,会导致装配式中高强再生混凝土剪力墙的延性明显下降。给出了边缘配置HRB600纵筋的装配式中高强再生混凝土剪力墙水平承载力计算式,计算结果表明普通混凝土剪力墙的水平承载力计算模型同样适用于该装配式剪力墙结构。     

高层住宅结构剪力墙优化设计探讨

通过案例分析,总结了高层住宅剪力墙优化布置的5点原则:合理选取结构刚度,墙肢对齐布置,强周边、弱中部布置、避免使用短肢剪力墙,优先采用带翼缘墙。通过对现行设计规范、规程、标准图集以及传统剪力墙配筋方法的研究,总结了剪力墙配筋优化设计方法;剪力墙配筋设计优化的有效方法包括合理确定底部加强部位范围及边缘构件、采用组合墙配筋方法以及合理进行剪力墙构件选筋等。最后,给出了混凝土强度等级、钢筋连接方式合理选取的建议。     

边缘配置高强纵筋装配式中高强再生混凝土剪力墙抗震性能研究

为促进高性能绿色建筑结构发展,推动高强钢筋和中高强再生混凝土的工程应用,研发了边缘构件采用环筋扣合连接方式且配置高强纵筋的装配式中高强再生混凝土剪力墙,对6个剪跨比为2.2的装配式混凝土剪力墙进行了低周反复荷载试验.分析了不同再生粗骨料取代率、混凝土强度、边缘暗柱纵筋强度及搭接位置对装配式再生混凝土剪力墙的破坏形态、滞...     

实际工程案例中边缘构件箍筋优化分析

简要阐述了建筑结构优化的定义与作用,并针对实际工程中的案例进行分析,主要对剪力墙设计过程中边缘构件箍筋优化情况进行数据分析对比,并对案例进行延伸与对比。从边缘构件箍筋优化产生的经济效益,结合我国钢铁工业产能严重过剩导致钢筋价格严重下降及人工成本不断提高的现状与趋势,总结剪力墙边缘构件箍筋优化的可行性。     

装配式灌芯混凝土剪力墙抗震性能数值模拟

装配式灌芯混凝土剪力墙是一种新型装配式剪力墙,在地震作用下受力和破坏机理复杂,故准确模拟其受力与破坏过程对于结构抗震分析具有重要意义。利用数值模拟技术,在已有试验研究基础上,对装配式灌芯混凝土剪力墙进行有限元模拟计算,并与试验骨架曲线和裂缝分布进行对比,系统地分析轴压比、边缘构件配筋率和墙身配筋率对装配式灌芯混凝土剪力墙受力性能的影响及其规律。分析结果表明,模拟计算结果与试验结果吻合良好;轴压比对剪力墙受力性能影响显著;边缘构件配筋率和墙身配筋率影响剪力墙的延性,对极限承载力影响不大。     

无约束边缘构件混凝土剪力墙的轴压比限值研究

混凝土剪力墙轴压比限值的确定方法是目前尚未很好解决的问题之一。通过理论分析和数值计算,研究不设置约束边缘构件时矩形截面剪力墙的轴压比限值。研究结果表明:在混凝土极限压应变给定时,影响无约束边缘构件混凝土剪力墙轴压比限值的主要因素为剪力墙的高宽比和顶点目标位移角值,混凝土强度、竖向分布钢筋强度和配筋率的影响较小。据此提出了根据剪力墙的高宽比和顶点目标位移角值确定其轴压比限值的方法。方法简单实用,可供修订规范时参考。     

可恢复功能装配式高强再生混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为推动高强再生混凝土构件应用于可恢复功能建筑结构,提出一种边缘构件配置弱粘结超高强纵筋的装配式高强再生混凝土剪力墙。对4个剪跨比为2.2的装配式高强再生混凝土剪力墙进行低周反复荷载试验,分析了边缘配置弱粘结超高强纵筋、墙体有无钢纤维的装配式高强再生混凝土剪力墙的损伤破坏形态、滞回性能、刚度退化、残余变形、裂缝宽度等抗震与可恢复性能指标。结果表明：在大变形条件下,边缘配置弱粘结超高强纵筋的装配式高强再生混凝土剪力墙水平承载力持续增大,混凝土损伤程度较轻,抗侧刚度退化缓慢,残余变形与裂缝宽度较小。基于试验结果,建议了可恢复功能装配式高强再生混凝土剪力墙在1%位移角下的抗震承载力计算方法,其计算结果与试验结果符合较好。     

边缘约束构件箍筋间距对带端柱高强混凝土剪力墙抗震性能的影响

约束边缘构件配箍对剪力墙的抗震性能影响显著,然而在我国规范中,对带端柱高强混凝土剪力墙的箍筋间距限值没有给出相应的条文,设计人员只能参照普通混凝土剪力墙的相关规定,不尽合理。本文采用ABAQUS中混凝土损伤模型,考虑材料的非线性,建立有限元模型,得到带端柱高强混凝土剪力墙的荷载位移曲线,并与试验的骨架曲线进行对比,结果表明,两者吻合较好。在此基础上,重点研究边缘约束构件箍筋间距对剪力墙抗震性能的影响,并给出带端柱高强混凝土剪力墙的箍筋间距限值的建议值,可为工程设计提供参考。