钢筋混凝土剪力墙变形性能指标试验研究

为研究矩形截面钢筋混凝土剪力墙变形指标,根据GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》设计了20个剪力墙试件进行低周往复荷载试验,研究不同剪跨比、试验轴压比、边缘构件纵筋配筋率对矩形截面剪力墙破坏形态、滞回性能、变形能力的影响。试验结果表明：随着剪跨比减小,剪力墙的破坏形态由弯曲破坏转向剪切破坏;随着试验轴压比增大,剪力墙的延性降低;随着边缘构件纵筋配筋率提高,弯曲破坏剪力墙延性提高,弯剪破坏与剪切破坏剪力墙延性降低。根据试验结果,建立了构件变形-构件损坏程度-构件承载能力的关系,提出了基于骨架曲线和破坏现象两种性能状态划分方法,得到剪力墙的变形性能指标,并将两种方法的结果进行对比,结果表明两者较为吻合,验证了基于骨架曲线划分性能状态方法的合理性与有效性。     

翼缘形式对新型耗能竖缝剪力墙抗震性能的影响研究

为了研究不同翼缘形式对新型耗能预制剪力墙抗震性能的影响研究,设计2个不同翼缘形式的新型耗能预制剪力墙试件及1个一字形新型耗能预制剪力墙试件进行拟静力试验,其中试件翼墙形式包括T形和L形。分析三个试件的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、刚度退化曲线等抗震性能指标。结果表明:三个试件的破坏形态均为以弯曲破坏为主的弯剪破坏。带有翼缘形式的新型耗能预制剪力墙滞回曲线比一字形饱满,耗能能力及整体刚度强于后者。     

考虑剪切变形和弯剪相互作用的带翼缘剪力墙数值模型（英文）

提出了一种基于柔度法的考虑剪切变形和弯剪耦合效应的有限元模型,通过T形和L形剪力墙试件拟静力试验验证了模型的正确性。结果表明,所有试件的破坏形态为无翼缘腹板端部混凝土压碎、纵筋压曲的弯曲破坏;增强无翼缘腹板端部约束和边缘构件约束,可以防止其发生受压过早破坏;腹板和翼缘相交处未观察到明显的混凝土剥落现象,腹板和翼缘相交处的约束边缘构件抗震设计可以适当放宽;随着剪跨比的减小,试件延性明显降低;当翼缘处于受拉时,试件表现出较高的强度、刚度和较低的延性。基于模型对钢筋混凝土带翼缘剪力墙的拟静力试验进行了非线性数值模拟分析,分析结果与试验结果吻合较好,表明模型能较好地模拟钢筋混凝土带翼缘剪力墙的非线性性能。     

工字形截面RC剪力墙抗震性能对比分析

基于有限元软件对工字形截面带翼缘剪力墙的抗震性能进行了数值模拟,通过与试验结果对比,验证了有限元模型的正确性,进而分析了约束区增加翼缘对剪力墙抗震性能的影响。结果表明:工字形截面带翼缘剪力墙与矩形截面剪力墙随轴压比的变化规律相似。     

型钢混凝土T形截面剪力墙抗震性能试验研究

为研究型钢混凝土T形截面剪力墙的抗震性能,对3个剪跨比为2.2的T形截面剪力墙进行了拟静力试验。通过改变试件的轴压比,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形截面剪力墙的破坏形态为无翼墙腹板端约束边缘构件底部混凝土被压碎的受弯破坏;剪力墙的滞回曲线饱满,没有明显的捏缩现象,具有良好的耗能能力;位移延性系数在2.3~4.1之间,且随轴压比的增加,剪力墙变形能力降低;在水平正负向加载时T形剪力墙刚度、承载力及延性呈非对称,翼缘受拉相对翼缘受压时承载力高,刚度大,延性小,需合理设计腹板无翼缘侧约束边缘构件,防止其受压时提早破坏。     

高强钢工字形截面开孔梁受弯性能试验研究

为了研究高强钢工字形截面开孔梁的受弯性能,对名义屈服强度为550 MPa和690 MPa的高强钢工字形截面开孔梁进行了三点弯曲和四点弯曲试验。试验共计12个试件,通过分析试件的破坏模式、极限荷载下的变形曲线、应变曲线和弯矩-挠度曲线,表明:试件的破坏均是由翼缘处发生的局部屈曲引起的,高强钢试件具有良好的延性,孔洞的存在削弱了试件的整体性,孔洞附近有应力集中现象,孔径的大小及数目对试件的极限承载力有不同程度的影响。     

基于纤维梁柱单元的RC带翼缘剪力墙抗震性能分析

为高效准确地模拟钢筋混凝土构件在复杂荷载作用下非线性行为,采用OpenSees中基于刚度法的纤维梁柱单元,建立一种考虑弯曲和剪切共同作用的RC带翼缘剪力墙非线性分析模型,并对已完成的4个不同边缘构件和截面形式的RC带翼缘剪力墙的拟静力试验进行数值模拟;通过比较数值模拟结果与试验结果,验证有限元模型的准确性;通过有限元分析,研究轴压比(0.1~0.3)、剪跨比(1.8~3.0)、翼缘宽度与腹板高度比(0.5~1.1)、混凝土强度(C30~C45)、纵筋配筋率(0.73%~2.22%)以及箍筋配箍率(0.74%~5.19%)对RC带翼缘剪力墙抗震性能的影响。研究表明：随着轴压比、翼缘宽度与腹板高度比、混凝土强度以及纵筋配筋率的增大,带翼缘剪力墙的承载力逐渐增大,其极限变形能力在翼缘受拉方向也相应增大,而在翼缘受压方向不断减小。剪跨比的增大使得带翼缘剪力墙的承载力明显减小,但是变形能力大幅提高。箍筋配箍率的提高可以有效延缓带翼缘剪力墙翼缘受拉方向的破坏。     

钢筋混凝土短肢剪力墙抗震性能试验研究

采用1∶2缩尺模型,设计了6个T形短肢剪力墙试件和6个L形短肢剪力墙试件,以及2个T形普通剪力墙试件。通过低周反复加载试验,研究钢筋混凝土短肢剪力墙构件的抗震性能,并与普通剪力墙进行对比。观测了短肢剪力墙受力-变形-损伤-裂缝-屈服-破坏的全过程;分析了短肢剪力墙的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、位移延性及截面变形规律等。研究表明：T形和L形短肢剪力墙试件在水平荷载作用下,强度和刚度退化曲线呈明显的非对称特点;在开裂之后刚度退化较快;在退化过程中刚度退化速度减缓不明显,后期的刚度退化也不趋于稳定; 大偏心破坏范围内,增大轴压比可以提高试件的承载力;延性并不随轴压比一致变化,控制轴压比试件延性才能发挥到最好,减小剪跨比可增大试件延性;翼缘侧受压时的顶点位移比腹板侧受压时的要小;剪力滞后现象比较显著;破坏的主要形式为弯剪破坏;截面积相同时,T形截面比L形截面短肢剪力墙试件的承载力大,抗震性能优良;高厚比为6.5的T形短肢剪力墙试件相比其它高厚比的短肢剪力墙试件综合性能更佳。     

型钢混凝土剪力墙变形指标限值研究

为更好地评估型钢混凝土(SRC)剪力墙的抗震性能,对SRC剪力墙的破坏形态划分准则、性能状态划分方法及各性能状态的变形限值进行研究。基于收集的56片SRC剪力墙低周往复加载试验结果,以剪跨比和弯剪比为控制参数,将SRC剪力墙划分为弯曲控制和剪切控制两类破坏形态,分别提出对应的划分准则。根据DBJ/T 15-151—2019《建筑工程混凝土结构抗震性能设计规程》,将SRC剪力墙划分为7个抗震性能状态。依据试验中试件的骨架曲线,定义3个关键性能点,提出SRC剪力墙各性能状态的变形指标限值的确定方法。对56片剪力墙的试验数据进行回归分析,依据回归结果建立SRC剪力墙的变形指标限值体系,并进行可靠性分析。结果表明：所给出的破坏形态划分方法能够较好地预测构件破坏形态,建立的SRC剪力墙变形指标限值体系的保证率在合理的范围之内,其中性能点1（无损坏）和性能点5（比较严重损坏）的失效概率均小于设定的最大失效概率(35%),性能点6（严重损坏）的失效概率为31%(弯曲控制)和41%(剪切控制)。     

带翼缘钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

对5个带翼缘钢筋混凝土剪力墙进行了拟静力试验,各片墙体的主要变化参数为截面形式、加载方式、腹板自由端边缘构件长度和配箍率,以及是否在腹板与翼缘交界处添加边缘构件,研究其在单轴及双轴荷载作用下的破坏机理,滞回性能,承载力和变形能力。结果表明：带翼缘混凝土剪力墙的破坏主要集中在腹板自由端边缘构件内,翼缘除有少许裂缝外保持完好,在腹板与翼缘交界处设置边缘构件对剪力墙受力性能影响不大;翼缘受拉方向的承载力更高,刚度更大,而翼缘受压方向的延性更好,刚度退化较慢,耗能能力更强;双轴加载对剪力墙腹板方向的承载力和变形能力影响不大;增强腹板自由端边缘约束可有效改善剪力墙的抗震性能。     

软索连接装配式混凝土圆孔墙抗震性能试验研究#br#

为研究软索连接装配式圆孔剪力墙的抗震性能,分析翼墙对主墙的影响,设计一字形、L形、工字Ⅰ形和工字Ⅱ形4类共8个足尺装配式圆孔剪力墙试件,进行拟静力试验,通过对试验现象和数据进行分析,研究构件的破坏形态、特征荷载、变形性能、受剪承载力等特性。结果表明：采用软索连接的翼墙能有效提高主墙的抗裂性能,有效避免主墙沿圆孔的竖向裂缝,同时能改变主墙的应力分布和破坏形态;翼墙能够有效提高主墙的屈服荷载和极限荷载,但对屈服位移、延性的影响不明显;墙体弹性层间位移角能够满足我国规范中对剪力墙的要求,弹塑性层间位移角较小,宜提高软索锚固设计;墙体中的圆孔会大大降低墙体的受剪承载力;通过规范公式对该类型墙体进行受剪承载力计算,发现多数墙体的计算值远大于试验值,基于试验结果,建议将规范公式进行05倍折减后,再用于该类型墙体的受剪计算。     

工字形、T形钢筋混凝土剪力墙抗震抗剪试验

鉴于带翼缘的剪力墙在我国高层建筑中占有极大的比重,而我国设计规范中的剪力墙抗震抗剪承载力公式缺乏国内试验依据,国外已有试验结果又缺少有轴压力带翼缘剪力墙抗震抗剪试验的事实,介绍了作者完成的尺寸较大的一个工字形截面和两个T形截面剪力墙试件的有轴压力的低周交变屈服后抗剪性能试验的主要结果。文中还专门讨论了高长比大的高层建筑中的抗震剪力墙剪跨比不大的理由;并以国内外已有的试验结果为依据对我国现行规范剪力墙抗震抗剪承载力公式进行了分析评价。     

钢-混凝土组合核心筒的变形性能指标限值研究

以国内28个核心筒的拟静力试验数据为基础,按骨架曲线和破坏现象两种性能状态划分方法得到了核心筒的变形性能指标,并将两种方法所得到的结果进行对比,验证了基于骨架曲线划分性能状态方法的合理性。基于OpenSees软件平台并通过与试验结果对比验证,建立了核心筒的有限元模型并据此进行参数分析,得到了各性能状态的位移角限值,分析了轴压比、高宽比、连梁跨高比、钢板暗支撑含钢率、暗柱含钢率和角部含钢率对钢-混凝土组合核心筒在不同性能状态下位移角的影响。研究结果表明:轴压比与连梁跨高比对变形性能指标限值影响明显,增大钢板暗支撑含钢率能提高变形能力,高宽比和暗柱、角部含钢率对各性能等级的变形指标限值影响较小。对有限元分析结果进行统计分析,得到了钢-混凝土组合核心筒在各性能等级的变形指标限值,可为抗震性能设计提供参考。     

钢筋混凝土剪力墙构件地震损伤性能试验

为了研究剪力墙的地震损伤和基于位移的抗震性能设计,对7片不同设计参数的钢筋混凝土剪力墙构件进行了低周反复加载试验,记录了构件各损伤阶段的变形和裂缝宽度。根据试验结果,对比研究了轴压比、边缘构件配箍率、截面形式对剪力墙构件延性、承载力、变形特点和地震损伤的影响规律。研究结果表明:随着轴压比增大,构件承载力增大,剪切效应增大,延性降低,残余裂缝率减小;随着变形的增大和损伤加剧,构件剪切效应增强;工字形截面构件剪切效应更明显,裂缝开展较慢。     

CFRP筋/钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验

为研究不同轴压比和边缘构件中的箍筋形式对碳纤维增强复合材料(CFRP)筋/钢筋混凝土剪力墙抗震性能的影响,设计了6个剪跨比为2.0的CFRP筋/钢筋混凝土剪力墙,其中3个剪力墙的边缘构件中配置矩形复合箍筋,另外3个剪力墙的边缘构件中配置圆形箍筋,完成了轴压比分别为0.17,0.26,0.33的剪力墙低周反复荷载试验,研究了剪力墙滞回曲线和骨架曲线的特征、强度和刚度退化规律及耗能能力等。结果表明:轴压比和边缘构件中的箍筋形式对剪力墙抗震性能影响较大,随着轴压比的增大,剪力墙承载能力和耗能能力增大,刚度退化程度减缓,但是极限荷载对应的变形和极限变形有所降低;箍筋形式对剪力墙的极限承载力影响较小,但是配置矩形复合箍筋的剪力墙比配置圆形箍筋剪力墙有较大的极限变形,累积耗能能力也较高;轴压比较大时,剪力墙的裂缝发展高度减小,墙角混凝土破坏区域增大,配置圆形箍筋剪力墙墙角混凝土破坏区域和破坏程度比配置矩形复合箍筋的剪力墙大;所有剪力墙的残余变形较小,自复位性能良好。     

配置高强钢筋工字形截面剪力墙试件抗震抗剪性能试验与有限元分析

通过对4片配置HRB600级钢筋以及1片配置HRB400级钢筋的工字形截面剪力墙进行低周反复加载对比试验,考察了配置HRB600级钢筋剪力墙与HRB400级钢筋剪力墙的性能差异;探讨高强钢筋剪力墙墙体配筋率、轴压比对剪力墙抗震抗剪性能的影响。试验结果表明：与HRB400级钢筋剪力墙相比,HRB600级钢筋剪力墙的极限抗剪承载能力略低,达到极限抗剪承载力时墙体中的钢筋也没有达到屈服;但加载后期墙体裂缝宽度更小,变形能力也更好。在试验的基础上,应用有限元分析软件VecTor2,对影响配置高强钢筋低矮剪力墙抗剪承载力的主要因素进行分析,并对HRB600级钢筋剪力墙抗震抗剪承载力计算时钢筋设计强度取值给出建议。     

Deformation limits of L‐shaped reinforced concrete shear walls: Experiment and evaluation

L‐shaped reinforced concrete (RC) shear walls have been studied over the years due to their importance in tall buildings. However, few investigations focus on the progression of damage with increasing deformation, especially on the deformation limits for different performance levels. Hence, an experiment was conducted on 12 L‐shaped RC shear walls subjected to axial and cyclic lateral loadings. The variables were shear span ratio, axial load ratio, and longitudinal boundary element reinforcement ratio. The seismic performances were analyzed and discussed in terms of crack pattern, failure mode, hysteretic response, backbone envelope, and ductility factor. On the basis of the three key performance state points on the backbone envelope, a method was proposed to assess the seismic performances of L‐shaped RC shear walls using six distinct performance levels. These performance levels were provided with relevant deformation limits and proved to be in good agreement with six significative damage states. Further, comparative analysis showed that the deformation limits derived from experiments were significantly underestimated by current codes and methods available in literature, because these prediction models were mainly developed for rectangular shear walls. Considering the contribution of flange, a modification of Cui's method yields good estimations of deformation limits for L‐shaped RC shear walls.     

低轴压比半装配式单排配筋再生混凝土剪力墙抗震性能试验研究

半装配式单排配筋混凝土剪力墙是由带预留孔的上层预制剪力墙、带墩头钢筋的下层预制剪力墙、上下墙体间坐浆层、纵横墙交接处的现浇暗柱等组成。下层预制剪力墙顶部的单排竖向墩头钢筋伸入上层预制墙体底部的预留孔中,采用灌浆锚固的方法连接。通过4个低轴压比、不同剪跨比的工字形单排配筋再生混凝土剪力墙试件（包括2个半装配式、2个现浇式剪力墙试件）的低周反复荷载试验研究,分析了各试件的承载力、刚度、延性、滞回特性等,研究其损伤演化过程和破坏机制。结果表明：剪跨比1.0时,剪力墙呈剪切破坏,试件的承载力较高,剪跨比15时,剪力墙发生以弯曲破坏为主的弯剪破坏,承载力较低,但延性较好;在设计轴压比0.15下,半装配式单排配筋剪力墙的综合抗震性能与现浇剪力墙接近,可用于低、多层建筑结构中。