短肢剪力墙的弹塑性性能拟试验研究

基于一试验模型,采用等代框架的有限元方法,应用带刚域的弹塑性杆单元来模拟短肢剪力墙的连梁进行模拟试验研究,对比分析计算结果与试验结果。对轴压比、墙肢高厚比、连梁跨高比等参数不同的短肢剪力墙进行了弹塑性分析,研究了这些参数对短肢剪力墙弹塑性性能的影响。结果表明,在墙肢截面和配筋率一定时,随着轴压比的增加,短肢剪力墙的承载能力提高,位移增大;而在墙肢高度不变时,随着墙肢高厚比的增加,短肢墙的承载力降低,位移结果离散;在连梁跨度不变情况下,随着跨度增加,短肢剪力墙承载力降低,延性增大。因此在设计中,通过合理选择这些参数,可以使短肢剪力墙具有较高的承载力和良好的延性。     

T形短肢剪力墙的延性分析

基于有限元原理分析了混凝土强度等级、轴压比、翼缘宽度和墙肢截面配筋率对T形短肢剪力墙构件延性性能的影响。结果表明:翼缘可以大大改善T形短肢剪力墙的延性性能,增加短肢剪力墙在地震作用下的耗能能力,在设计和墙体的侧移计算中应考虑翼缘的参与作用,翼缘的宽度可取大于8倍翼缘的厚度;随着轴压比的增加,结构的延性性能降低;在混凝土强度等级为C30～C40和配筋率为0.012～0.016时,结构的位移延性相对较好。故在工程设计中,应合理选择这些参数,使短肢剪力墙具有良好的延性,增强结构的抗震能力。     

高层住宅剪力墙结构设计

1 墙肢长度和厚度的选取 1.1 墙肢的长度 剪力墙墙肢长度(即墙肢截面高度)一般不宜大于8m.结构设计中的剪力墙结构应具有延性,细高的剪力墙(高宽比大于2)容易设计成弯曲破坏的延性剪力墙,从而可避免脆性的剪切破坏.当墙的长度很长时,为了满足每个墙段高宽比大于2的要求,可通过开设洞几将长墙分成长度较小、较均匀的联肢墙,洞口连梁宜采用约束弯矩较小的弱连梁(其跨高比宜大于6),使其可近似认为分成了独立墙段.     

双肢型钢混凝土短肢剪力墙抗震性能试验及数值模拟

通过一榀双肢实腹式型钢混凝土短肢剪力墙模型试件的低周反复荷载试验,揭示该类双肢墙的破坏机制及抗震性能.试验结果表明:试件从型钢混凝土连梁屈服形成塑性铰,再到墙肢屈服发生破坏;试件延性系数、等效黏滞阻尼系数分别为3.58和0.191,表明该类双肢墙结构的破坏表现为强墙肢弱连梁型,具有较好的抗震性能.考虑到连梁破坏时只有少许黏结裂缝,兼顾双肢墙结构计算效率,有限元建模时不考虑型钢界面黏结滑移影响,计算结果可满足工程要求.采用型钢混凝土梁连接的型钢混凝土短肢剪力墙抗震性能要优于钢筋混凝土梁.     

基于OpenSEES的带可更换构件的剪力墙结构的建模及参数分析

基于OpenSEES软件,针对剪力墙墙肢、可更换连梁和可更换剪力墙墙脚支座提出了相应的数值计算模型,与试验结果对比验证了数值模型的准确性。同时,针对一实际的三层联肢剪力墙结构,采用相应的数值模型进行建模分析,对比了带有不同可更换构件的剪力墙结构的抗震性能,重点研究了不同尺寸的可更换墙脚支座对于剪力墙结构性能的影响。结果表明,可更换墙脚支座的长度不超过单片墙长度的0.15倍时,以及高度不超过单层剪力墙高度的0.1倍时,剪力墙的强度和刚度不会降低太多,且延性更好。另外,相对于普通剪力墙和只配置有可更换连梁的剪力墙来说同时配置有可更换连梁和可更换墙脚支座的剪力墙其承载力和刚度有所下降,但是滞回耗能性能得到了一定提高。     

高层剪力墙结构设计中的若干问题

剪力墙结构作为高层建筑中的主要结构形式,被广泛运用于现代高层建筑。剪力墙结构既抵抗侧向力又承受竖向荷载,由于它是截面高度大而厚度相对很小的“片”状构件,有着承载力大和平面内刚度大等优点,但也具有剪切变形相对较大、平面外较薄弱的不利性能。此外,开洞后的剪力墙形式变化多,受力状况比较复杂,因而了解剪力墙的特性,发挥其所长,克服其所短,是正确设计剪力墙的关键。文章结合本人参与设计的两个住宅小区工程,讨论并总结在高层剪力墙结构设计中的若干问题。问题包括：（1）剪力墙沿两主轴方向的合理布置,剪力墙结构在矩形平面内,抗震设计时双方向的抗侧刚度宜接近,避免悬殊。（2）一个结构单元内少数大墙肢的计算,墙肢长度超过8m时,应采用施工留洞或计算简图开洞处理。（3）剪力墙厚度的确定,应按《高规》附录D计算,以满足墙体的稳定要求。（4）剪力墙墙身的分布钢筋的构造要求,规范中的配筋率为墙身全截面配筋率要求。（5）剪力墙连梁超筋的处理。（6）应按照规范设置剪力墙构造边缘构件及约束边缘构件,适当合并相邻的边缘构件,配筋应同时满足计算及构造要求。     

简析高层剪力墙结构连梁的设计

高层剪力墙结构连梁的作用主要是耗能,可以促使墙肢内力得到减少,墙肢屈服得到延缓。在剪力墙结构抗震设计中,连梁是非常重要的一个组成部分,需要合理设计,提升建筑物整体的抗震性能。本文简要分析了高层剪力墙结构连梁的设计,希望可以提供一些有价值的参考意见。     

对称双肢短肢剪力墙的低周反复荷载试验研究

介绍了两榀对称双肢短肢剪力墙的拟静力试验,研究了短肢剪力墙的破坏形态、滞回特性和整体性系数对其弹塑性性能的影响。试验结果表明,短肢剪力墙是一种强肢弱梁型的联肢墙,连梁的屈服先于墙肢的屈服,且连梁屈服后,由于内力重分布的作用,使材料的性能得到充分的发挥。短肢剪力墙结构具有较好的延性和耗能能力。对于层数、层高、墙肢尺寸、材料及配筋都相同的短肢剪力墙,其承载能力随整体性系数的增加而增加,而延性却随之减小。     

短肢剪力墙结构适用高度的研究

短肢剪力墙结构逐渐成为常用的高层住宅结构类型。在地震荷载与风荷载作用下,建筑结构会发生破坏甚至倒塌,为了满足墙肢轴压比限制,避免连梁超筋问题,建筑物高度不能无限增大。本文以高层短肢剪力墙结构为研究对象,在PKPM软件中建立合理计算模型,改变抗震设防烈度与场地类型,对不同柱网尺寸、不同结构自重的短肢剪力墙结构进行数值仿真实验。多例计算模型结果表明,短肢剪力墙结构适用高度的主要影响因素有地震烈度、柱网尺寸与结构自重,建筑物高度随设计参数改变呈现规律的变化,从而得出短肢剪力墙结构适用高度及其变化规律。     

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。     

建筑结构设计中运用剪力墙结构的研究

本文介绍了剪力墙结构的含义及特点,指出了剪力墙结构设计中大墙肢处理,合理布置了剪力墙结构、剪力墙连梁超筋的处理、墙体配筋等剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用。建造者应根据需求,采用合理并且适合的建筑结构设计,这样才能使建筑和结构更加合理。使结构既满足建筑功能需求,又能满足承载能力的需求。     

海口双子塔-南塔核心筒设计与研究

为了提高结构抗震性能,海口双子塔-南塔核心筒在底部范围、伸臂桁架相关范围、顶部范围采用钢板混凝土剪力墙,探讨了型钢钢板对核心筒剪力墙的影响,伸臂桁架设置位置对墙肢拉应力的影响。通过对结构进行地震作用下的等效弹性分析,确定剪力墙墙肢内的型钢截面尺寸、钢板截面尺寸及配筋面积;通过对结构进行动力弹塑性时程分析,研究在罕遇地震作用下的剪力墙塑性损伤、剪力墙内型钢与钢筋的应力状态。结果表明,钢板混凝土剪力墙与普通混凝土剪力墙相比,墙肢厚度减小,墙肢拉应力满足要求;设置伸臂桁架能有效降低底部墙肢拉应力;在罕遇地震作用下墙体边缘构件型钢和纵筋、钢板均为弹性状态,部分连梁钢板达到屈服,连梁纵筋接近屈服。配置了型钢和钢板的剪力墙满足各项设计要求。     

低周反复荷载作用下轻骨料混凝土开洞低剪力墙试验研究

通过钢筋轻骨料混凝土开洞低剪力墙在低周反复荷载作用下的试验研究,探讨了洞口大小和位置对剪力墙延性及耗能性能等的影响。由于洞口角部产生应力集中,开洞墙体的开裂荷载小于未开洞墙体。洞口位置对于具有对称墙肢的小开洞剪力墙极限承载力影响不大,但对结构延性及耗能能力有一定的影响。     

底层加强剪力墙的抗震性能

在底层大空间剪力墙结构中,落地剪力墙应在底层加强。为了研究这种墙的性能及合理设计方法,试验了八片钢筋砼底层加强的单片剪力墙模型,试验结果表明:将塑性铰部位控制在二层墙肢对底层大空间剪力墙结构是十分有利的。通过截面强度设计,可以控制受弯破坏剪力墙的塑性铰出现部位。剪跨比对试件破坏形态有很大影响,应当使剪力墙的抗剪强度大于抗弯强度,防止出现剪切强度破坏,同时也应采取措施防止弯曲屈服后过早出现剪切变形破坏。应当注意并校核落地剪力墙底层墙的剪跨比,当剪跨比小于1.5时,应当采取适当措施。     

钢筋混凝土带暗支撑双肢剪力墙抗震性能试验研究

提出了一种新型钢筋混凝土延性双肢剪力墙,即带暗支撑双肢剪力墙,进行了3个四层双肢剪力墙1/4缩尺模型的抗震性能试验研究。较系统地分析了结构的刚度及其衰减过程,以及承载力、延性、耗能、破坏机制和破坏特征等。试验结果表明在连梁中加配交叉斜筋对提高承载力和延性效果显著,但对两道抗震防线的控制不太理想;两墙肢加设暗支撑后,两墙肢抗震能力明显增强,有明确的两道抗震防线,同时结构整体变形和耗能能力显著增强,带暗支撑双肢剪力墙的关键在于合理地控制了剪力墙的破坏机制。文中还建立了带暗支撑双肢剪力墙的力学模型、承载力计算公式,计算结果与实测值符合较好。     

不等肢耗能竖缝装配式剪力墙试验研究

对三个不等肢耗能竖缝装配式剪力墙进行低周反复荷载试验,并与现浇剪力墙试件进行对比.结果表明,不等肢耗能竖缝装配式剪力墙整体工作性能良好,和现浇试件相比,其延性性能较高.竖缝中设置的阻尼器能够实现屈服耗能,提高结构的抗震性能,实现墙肢之间的连接;墙肢的不同会造成装配式剪力墙试件在两个加载方向承载力的差异,对结构的延性也有一定的影响,应尽量使竖缝两侧的墙肢较为接近,以获得较好的工作性能.     

双肢短肢剪力墙的弹塑性分析

应用带刚域的弹塑性杆单元来模拟短肢剪力墙的连梁和墙肢,并考虑剪切变形影响,分析了水平侧向荷载作用下双肢短肢剪力墙的弹塑性过程,并研究了肢强系数、整体性系数、翼缘宽度和连梁配筋率等参数其塑性性能的影响。结果表明,水平侧向荷载作用下,短肢剪力墙的连梁先于墙肢屈服,所有的连梁都屈服后,剪力墙还有较大的承载能力和变形能力。最后,底层墙肢随着荷载的增加达到屈服极限,结构丧失承载能力;在墙肢截面和配筋率一定时,随着肢强系数的增加、整体性系数的减小和连梁配筋率的降低,短肢剪力墙的承载能力降低,延性增加;而随着墙肢翼缘宽度的增加,短肢墙的承载力和延性都增加。因此在设计中,通过合理选择这些参数,可以使短肢剪力墙具有较高的承载力和良好的延性。     

基于Push-over方法的框支短肢剪力墙转换层结构弹塑性分析

框支短肢剪力墙结构是短肢墙与框支剪力墙相结合而产生的一种结构形式,由于短肢剪力墙的特性,使得其与框支剪力墙结构有很大的不同。为了研究框支短肢剪力墙转换层结构的弹塑性性能,分别以一榀框支短肢剪力墙斜柱式转换试件和一榀相同尺寸的框支短肢剪力墙梁式转换试件为研究对象,对其中的剪力墙做适当的简化后进行Push-over分析,并将分析结果与低周反复荷载试验得到的试验结果对比分析。分析结果表明:计算结果与试验值有较好的吻合;斜柱式转换层结构具有良好的延性和极限刚度。     

剪力墙结构高层住宅中电梯间偏置布置的探讨

结合实例分析,探讨了高层住宅的楼梯间、电梯间突出于主体结构平面外情况下,结构专业应重点注意及研究的事项.为满足规范对于结构侧向刚度的要求,设计时不应考虑楼电梯间最外侧突出部分剪力墙的刚度,通过计算对比找出同一平面其余墙肢需要相应加强的合理位置,电梯间的最外侧剪力墙纵向钢筋通常需要根据计算放大以满足该位置墙肢的拉应力的要求.总结的经验可为其他相似高层住宅项目的计算分析和设计提供参考.     

大底盘多塔超限高层结构设计与分析

地铁上盖建筑底部大空间常会导致竖向构件不连续,结合其他因素导致结构超限,需进行性能化设计方可保证整体结构的安全性。本文对某8度区大底盘多塔高层住宅设计进行了介绍,前期找出结构关键部位制定性能指标,计算分析当底部大底盘部分墙肢无法落地时,通过增设短墙肢,底部转换梁、转换柱采用型钢混凝土加强,主要墙肢采用钢板剪力墙等措施,使多塔结构在小震弹性计算时承载力验算满足规范要求,性能化设计满足预定指标。大震下进行动力弹塑性分析,大部分墙体属于轻度～中度破坏,局部墙肢破坏严重,连梁大部分损坏严重形成铰机制,耗能明显。框架结构整体损伤不大,未出现贯通成片的严重损坏,满足大震性能目标需求,验证了结构布置的合理性。