钢桁架连梁-联肢剪力墙耗能机理及抗震性能试验研究

对设置全钢桁架连梁和设置钢筋混凝土、钢桁架混合连梁的双层联肢剪力墙平面结构进行了拟动力试验和低周反复荷载试验,研究了不同工况地震波作用下剪力墙的时程响应,以及其破坏机理、承载力、滞回延性性能、耗能机理、刚度及强度退化机理。试验结果表明：全部设置钢桁架连梁的剪力墙的刚度分布合理,耗能机理及刚度强度退化机理符合联肢剪力墙抗震设计的要求。大震时,在保证较高耗能能力的同时能够维持较高的承载力和刚度,持续约束墙肢,抗震性能优于混凝土连梁联肢剪力墙体系,是一种较理想的连梁设置方案。     

双肢剪力墙连梁配筋的设计研究

通过两种不同方式配筋连梁的剪力墙受力分析,阐述了采用斜向加筋连梁能提高双肢剪力墙抗震能力,有利于地震区剪力墙结构体系的应用。     

FRCC连梁核心筒数值模拟

根据纤维增强水泥基复合材料(FRCC)材性试验结果,建立该材料的应力-应变本构关系.运用有限元模拟软件ABAQUS建立钢筋混凝土核心筒数值模型CW-1,对模型在低周反复荷载作用下的抗震性能进行数值计算,计算结果与试验结果基本一致.将所建核心筒模型连梁材料由普通混凝土替换为同强度等级FRCC,进行数值计算.结果表明,用FRCC替代普通混凝土作为连梁基体,可以显著提高核心筒结构的延性和抗剪承载力,减缓刚度退化.     

开洞大小对短肢剪力墙抗震性能影响的试验研究

通过对1个未开洞的短肢剪力墙和2个开洞直径分别为120,160 mm的短肢剪力墙的低周反复荷载试验,研究洞口大小对短肢剪力墙抗震性能的影响。试验结果表明:随着洞口尺寸的增大,试件的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载有所下降,但延性提高,滞回环更加饱满,耗能能力增强,试件越来越接近框架特性;试件的破坏形式均为弯曲破坏,破坏时,腹板端纵筋屈服,翼缘端纵筋偶有屈服,腹板端、翼缘端箍筋均未屈服,腹板端混凝土压碎。     

不同连梁形式联肢剪力墙的静力弹塑性分析

建立12层钢筋混凝土联肢剪力墙结构分析模型,用两种不同的侧向载荷分布模式,分别对采用钢筋混凝土连梁和型钢混凝土连梁的联肢剪力墙结构进行静力弹塑性(Pushover)分析.在此基础上,以变形和延性(包括顶点位移、层间位移和结构塑性铰分布)为参数评估其抗震性能.研究发现,在承载力相同时,型钢混凝土连梁比钢筋混凝土连梁的截面尺寸小很多,型钢混凝土连梁的联肢剪力墙抗震性能较好.     

钢筋混凝土短肢剪力墙抗震性能试验及应用

短肢剪力墙结构体系广泛应用于10~25层的住宅工程中,然而现行的设计规范少有关于短肢墙的具体条文.针对短肢剪力墙结构体系理论研究落后于实际应用的情况,通过对6片1∶2单层短肢墙试体的低周反复荷载试验,研究了在低周反复荷载作用下钢筋混凝土短肢剪力墙的整体工作性能、破坏形态及延性.结果表明试件的最终破坏均是由连梁失效引起,连梁是短肢剪力墙结构的薄弱部位;带翼墙短肢墙结构的受力性能优于无翼墙结构.将试验研究成果用于指导某工程中短肢剪力墙的选型,并提出了设计建议.     

不同再生骨料取代率混凝土双肢剪力墙低周反复荷载试验研究

为了研究再生骨料对双肢剪力墙性能的影响,本文对4个1∶4缩尺的4层双肢剪力墙进行了低周反复荷载试验,各模型连梁跨高比均为1.0.模型1为普通混凝土双肢剪力墙,模型2、3分别为再生骨料取代率为50%、100%的再生混凝土双肢剪力墙,模型4为带暗支撑全再生混凝土双肢剪力墙.分析了各双肢剪力墙的抗震性能.结果表明:与普通混凝土双肢剪力墙相比,再生混凝土双肢剪力墙的抗震性能略差,且再生混凝土双肢剪力墙的抗震性能随再生骨料掺量的增加而下降;加配暗支撑可以使再生混凝土双肢剪力墙的抗震性能有效提高.建立了再生混凝土双肢剪力墙的承载力计算式,计算结果与试验结果吻合较好.     

短肢剪力墙中相关参数对其弹塑性性能的影响

通过对一个8层双肢对称短肢剪力墙1/7缩尺的模型的低周反复试验,分析短肢剪力墙中肢强系数、整体性系数、翼缘宽度、连梁配筋对剪力墙结构弹塑性性能的影响.根据荷载-侧移曲线以及各参数影响的分析,得出结论.     

短肢剪力墙低周反复试验研究

通过低周反复荷载试验揭示了短肢墙从弹性应力状态到砼开裂、钢筋屈服、直至结构破坏的全过程.试体分为两组,无翼墙与有翼墙各一组,结果表明:当无翼墙试体墙肢较短时,墙肢底部纵筋首先屈服;墙肢较长时,连梁箍筋首先屈服.有翼墙试体无论肢厚比大小,均在墙肢和翼墙底部纵筋处首先屈服.从强度和耗能能力来看,肢厚比在6.5左右时,结构的综合性能较好.     

型钢混凝土剪力墙抗震性能研究综述

型钢混凝土剪力墙作为高层建筑结构体系中的重要组成部分在我国已得到应用.型钢的加入弥补了普通钢筋混凝土剪力墙延性和抗震性能差的缺点.本文对国内外的新型型钢混凝土剪力墙做了简要介绍,简述了其抗震性能的研究现状,并提出当前型钢混凝土剪力墙研究中还存在的一些问题.     

连梁刚度不同的混凝土核心筒抗震性能试验研究

通过对开有洞口的钢筋混凝土核心筒,采用2个较大比例的大高宽比试件进行水平低周反复荷载试验,重点研究了具有不同连梁刚度的核心筒的破坏机理、承载能力、耗能能力、延性、剪力滞后等方面的抗震性能.试验结果表明,核心筒试件最后均为底部发生整体弯曲破坏,连梁刚度对其抗震性能有较大影响,随着连梁跨高比从1.7下降到0.9,核心筒试件的刚度和承载能力提高,但延性和耗能能力下降.     

钢板-纤维增强混凝土组合双连梁抗震性能试验研究

为改善小跨高比钢筋混凝土连梁的抗震性能,考虑基体材料与钢板的影响。本文提出新型钢板-纤维增强混凝土组合双连梁,并对普通混凝土双连梁、内置钢板-混凝土组合双连梁和钢板-纤维增强混凝土组合双连梁试件进行了低周反复加载试验,对双连梁的破坏过程、破坏形态、承载能力、变形能力和耗能能力等进行研究。结果表明：除了普通混凝土双连梁试件发生剪切破坏之外,内置钢板-混凝土组合双连梁试件发生弯剪破坏,钢板-纤维增强混凝土组合双连梁试件发生延性较好的弯曲破坏;加入钢板后的钢板-组合双连梁试件在峰值点处的承载力相对普通混凝土双连梁提高将近1.56倍,与钢板-纤维增强混凝土试件峰值点处承载力相差不大,表明钢板的内置可以改善双连梁开缝引起的内力损伤,纤维的加入对组合双连梁承载力提高影响不大。在破坏点处,钢板-纤维增强混凝土组合双连梁试件的累积耗能分别是普通混凝土双连梁、内置钢板-混凝土组合双连梁试件的5.26和2.2倍,表现出较好的承载能力、变形能力和耗能能力。直到试件到达最终破坏时,钢板-纤维增强混凝土组合双连梁表面混凝土仍然保持完整,从而可以达到减小甚至避免了混凝土开裂破坏,减少震后修复费用,为组合双连梁的实际应用提供一定的理论基础。     

纤维增强混凝土梁柱节点受剪承载力计算模型

普通混凝土梁柱节点由于节点区配箍率大、钢筋拥挤而施工不便.纤维增强混凝土材料（FRC）开裂后具有较强的桥接能力因而抗拉性能较好,可以替代部分或全部箍筋.基于前人对钢筋混凝土梁柱节点抗力机制的研究,提出了节点核心区采用FRC材料节点的计算模型,即斜压杆机制和软化桁架机制承担的水平剪力按一定比例组合的计算模型.将该计算模型节点受剪承载力计算值与试验值进行比较,结果表明：对低轴压比的试件,稍有保守,对高轴压比的试件,二者吻合较好.基于该计算模型的节点受剪承载力计算方法既可以进行节点核心区受剪承载力计算,还可以分别验算节点核心区FRC抗压强度和水平配箍率是否满足设计要求,具有较好的实用性.     

轻型保温耗能剪力墙的抗震性能试验

轻型保温耗能钢筋混凝土剪力墙结构是一种新型抗震、节能的承重结构．通过对3个剪力墙构件的试验研究,分析了这种新型结构的破坏形态、破坏机理与变形特征．研究结果表明：轻型保温耗能剪力墙呈现了延性的弯剪型破坏形态,抗震能力与普通空心剪力墙相比有明显的提高．     

混杂纤维HPC深梁受剪承载力计算方法

采用正交试验法设计钢聚丙烯混杂纤维高性能混凝土（简称 H PC ）深梁试件,通过静力试验研究混杂纤维H PC深梁受剪承载力计算方法。正交试验中考虑的因素主要有钢纤维特征参数（类型、体积率、长径比）、聚丙烯纤维体积率、水平及竖向分布钢筋配筋率等。结果表明：混杂纤维能改变无腹筋H PC深梁的受剪破坏形态;混杂纤维的掺入使得 H PC深梁的剪切初裂强度和抗剪极限强度明显提高,其平均提高幅度分别为45．2％和25．6％。将塑性理论应用于混杂纤维 H PC深梁受剪承载力计算得到了很好的结果,分析表明水平及竖向分布钢筋配筋率的大小对混杂纤维H PC深梁抗剪强度的影响不显著,但水平分布钢筋的作用大于竖向分布钢筋。分析了混杂纤维的增强机理,提出了基于“拉杆拱”模型和劈裂破坏计算模式的混杂纤维 H PC深梁受剪承载力计算式。     

高强钢筋高强混凝土剪力墙抗震性能试验

目的 研究高强混凝土剪力墙的抗震性能、破坏形式和机理.方法 通过在剪力墙中配置高强钢筋,利用高强钢筋高强度、低松弛、强握裹力以及良好塑性性能等特点,增强对高强混凝土的约束,提高高强混凝土剪力墙的承栽和变形能力.通过5片高强混凝土剪力墙试件的拟静力试验,研究不同的混凝土强度、轴压比和剪跨比等参数对其抗震性能的影响.将1 280MPa预应力钢棒作为箍筋和纵筋配置在剪力墙的边部约束构件(暗柱)以及墙体的分布钢筋中.通过对比研究配置高强钢筋对高强混凝土剪力墙抗震性能的提高效果.结果 明确了高强混凝土剪力墙的不同破坏形态和过程,得出了影响高强混凝土剪力墙抗震性能的主要因素和影响规律.位移延性系数可达3.9,满足结构抗震要求.结论 试验结果 证明在高强混凝土中合理适当地配置高强钢筋,可增强其变形能力.     

混杂纤维材料加固混凝土梁刚度的试验研究

对混杂纤维材料补强加固钢筋混凝土受弯构件的破坏形态和极限状态进行了试验研究,分析了加固梁与对比梁的刚度变化,得出了混杂纤维加固增高混凝土梁可以有效提高原梁的刚度等试验结论,为实际工程加固设计提供了有用的指导。     

采用新配筋方案小跨高比抗震连梁的试验研究

洞口连梁是抗震联肢剪力墙塑性耗能机构的关键部件,但高延性小跨高比连梁的设计仍是国内外抗震钢筋混凝土结构中至今未能有效解决的问题之一.本文作者所在研究组提出的加设对角交叉斜筋及菱形斜筋的新配筋方案,经试验证明其抗震性能优良,且便于施工,是解决这一难题的有效出路.本文着重介绍所完成的第二批低配筋率构件的试验结果以及从中得出的主要规律.     

用宏观模型模拟新配筋方案小跨高比抗震连梁

提出了一种能保证小跨高比连梁良好抗震性能且施工简单的新配筋方案.小跨高比连梁属于两端有约束的反对称弯曲深梁,为典型的非伯努利区构件,其承载能力预计能较好地用国外近年来提出的"压杆-拉杆模型"进行模拟,但如何模拟这类特殊配筋构件,国内外未见先例.本文根据由试验得出的受力规律,尝试建立适用于这类构件受力特点的特殊压杆-拉杆模型.与试验结果的对比表明,这一宏观模型取得了较好模拟效果.     

内藏钢桁架混凝土剪力墙与钢桁架抗震性能比较

提出了内藏钢桁架混凝土组合剪力墙,即桁架与剪力墙、型钢与混凝土的双重组合剪力墙.为了比较内藏钢桁架混凝土组合剪力墙、普通混凝土剪力墙和钢桁架的抗震性能,本文进行了3个1/3缩尺试验模型的抗震性能试验,包括1个普通混凝土剪力墙、1个内藏钢桁架混凝土剪力墙和1个钢桁架.在试验研究基础上,对比分析了各试件的承载力、滞回特性、耗能能力及破坏特征.试验表明:普通混凝土剪力墙与钢桁架组合而成的剪力墙的抗震能力,比普通混凝土剪力墙和钢桁架单独应用的抗震能力之和明显提高.