带自控连梁的双肢剪力墙振动台试验研究

本文通过带自控连梁的双肢剪力墙与普通剪力墙的振动台模型试验对比,进一步研究了自控连梁在动力作用下的抗震性能。对观测到的裂缝发展、破坏形式、自振频率和阻尼比的变化以及动力反应等进行了对比分析。结果表明:在弹性阶段,两模型的自振频率和阻尼比基本保持不变;当裂缝出现后进入弹塑性阶段时,带自控连梁剪力墙的阻尼比一直比普通剪力墙的高,并随着振动次数的增多,阻尼比增长更快一些;试验结束后,普通剪力墙的连梁和墙肢破坏严重,而带自控连梁的剪力墙基本完好。强烈振动时自控连梁开裂成两根小梁,通过其端部塑性铰的转动和上下小梁之间素混凝土凹槽中水平裂缝的错动摩擦消耗振动能量,延性好,有效地保护了墙肢。因此带自控连梁的双肢剪力墙具有良好的抗震性能。     

短肢剪力墙延性设计的仿真分析

通过分析短肢剪力墙的破坏机理,在＂强肢弱梁,强剪弱弯＂设计思想的指导下,从连梁与墙肢两方面提出了延性设计的措施与方法,从而确保短肢墙结构的整体性,提高延性,增强结构抵御地震的能力。     

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。     

不同连梁双肢剪力墙结构抗震性能非线性有限元分析

在带钢连梁混合双肢剪力墙结构研究的基础上,利用有限元分析软件ANSYS对普通连梁双肢剪力墙和带组合连梁双肢剪力墙两个结构进行了非线性分析,主要从荷载—位移曲线及水平侧移曲线、承载能力和变形能力、刚度退化等方面入手,将三者抗震性能作了比较,得出结论:带钢连梁混合双肢剪力墙结构延性好,且进入塑性状态之后刚度退化更明显,有利于结构抗震,为工程设计提供有意义的依据。     

抗震剪力墙延性连梁的设计研究

高层建筑框架—剪力墙和框架—核心筒结构的连肢墙洞口连梁既起着调节和保证连肢墙侧向刚度的作用,又起着消耗地震能量的作用。静力和动力试验结果证明：连梁变形性能的改善能有效地改善结构的变形性能。在遭受强烈地震时,多数连梁在墙肢屈服之前先屈服,发挥其塑性变形能力,耗散地震能最,有效减轻主体结构构件的损坏,     

不同跨高比连梁的联肢剪力墙的Pushover分析

本文通过不同的侧向荷载分布模式,以变形和延性(包括顶点位移、层间位移、层位移、结构塑性铰分布)作为性能评估的参数,对不同连梁型式和跨高比的联肢剪力墙结构进行抗震性能分析.并对联肢剪力墙结构的计算结果进行了分析,提出了对实际工程具有一定参考价值的建议.     

带钢连梁混合双肢剪力墙结构抗震性能参数分析

随着高层建筑飞速发展,剪力墙结构普遍应用。传统的RC剪力墙刚度较大,延性不足,不利于结构抗震。带钢连梁混合双肢剪力墙结构是一种新型高效的抗侧力结构,由钢连梁来代替RC连梁,并将梁端嵌入钢筋混凝土剪力墙墙肢内而形成。利用大型有限元软件ANSYS进行带钢连梁混合双肢剪力墙结构在单调水平荷载作用下的抗震性能参数分析。研究结果可为其抗震设计提供理论参考,并加快其工程应用。     

剪力墙连梁分析及设计

介绍了剪力墙及连梁的破坏机制,提出了连梁设计应注意的问题和措施。     

连梁刚度对不等肢剪力墙刚度的影响研究

针对实际工程中出现的钢筋混凝土不等肢剪力墙结构的现状,文章利用软件MIDAS GEN8.0有限元分析软件建立了双肢不等肢剪力墙有限元模型,对连梁与不等肢剪力墙肢刚度的关系进行了静力弹塑性分析,并深入研究了影响因素,分析结果表明:连梁、小墙肢的刚度越大,其整体受力体系刚度越大。     

宽连梁剪力墙及其抗震性能研究

提出一种通过加大连梁两侧或单侧宽度的方式,用以解决连梁受剪承载力不足的问题。基于连梁抗弯刚度等效的原则,可以有效避免连梁刚度增大,地震作用随之增大的现象。对宽连梁剪力墙结构在多遇地震作用下的层间位移角、动力特性、侧向刚度、连梁内力等进行分析,验证了宽连梁对改善连梁剪压比的作用。对普通连梁与宽连梁构件进行了弹塑性有限元分析,将其滞回性能、骨架曲线等进行比较,证明了宽连梁的变形能力和延性明显优于普通连梁。最后,通过对剪力墙结构的弹塑性时程分析,对宽连梁在高层结构中的抗震性能进行研究。分析结果表明：通过增加连梁宽度的方式能够有效提高连梁的受剪承载能力;与相同抗弯刚度的普通连梁相比,宽连梁的跨高比增大,其转动能力、延性与耗能能力明显增强;罕遇地震作用下宽连梁剪力墙结构在最大层间位移角、塑性铰分布、连梁剪力、受剪承载力等方面均显著优于普通连梁剪力墙结构。     

连梁内设置竖向变形阻尼器的耗能剪力墙体系减震分析与设计

将钢筋混凝土联肢剪力墙在连梁跨中开缝,在缝中设置沿竖向变形的钢阻尼器,从而形成耗能联肢剪力墙体系。在强震作用下,耗能剪力墙中的阻尼器一方面适当削弱联肢剪力墙刚度以降低地震作用,另一方面阻尼器屈服后可耗散部分地震能量,从而减小墙肢及连梁的塑性损伤。将阻尼器与连梁组合为等效连梁,运用等效连续化方法对耗能剪力墙体系的刚度特性与阻尼特性进行了简化分析,对耗能剪力墙体系的减震机理进行了论证,并推导出体系关键参数的计算式。以阻尼器延性系数和联肢墙耦合比为设计控制指标,提出了该耗能剪力墙体系基于性能/需求的设计方法。设计实例表明：所提出设计方法简便可行;在参数设计合理的情况下,建议的耗能剪力墙体系具备良好的减震效果。     

Seismic behavior of coupled shear wall structures with various concrete and steel coupling beams

A novel 2‐level yielding steel coupling beam (TYSCB) has been developed to enhance the seismic performance of coupled shear wall systems. The TYSCB consists of a shear‐yielding beam designed to yield first under minor earthquakes and a bend‐yielding beam designed to yield under severe earthquakes. A comparison of seismic behavior of 4 20‐storey coupled shear wall structures with reinforced concrete coupling beams, complete steel coupling beams, fuse steel coupling beams, and TYSCB is presented. The dimensions and force‐displacement curves of these coupling beams are first designed. Nonlinear dynamic analyses on these structures are carried out under minor and severe earthquakes. The seismic behavior of these models is studied by comparing their storey shear forces, storey drift ratios and ductility demands. The results show that the base shear and storey drift of the structure with TYSCB under both minor and severe earthquakes are less than those of structures with concrete coupling beams and complete steel coupling beams. Furthermore, the ductility demand of coupled shear walls with TYSCB subjected to severe earthquakes can be greatly released compared with those using fuse steel coupling beams. This indicates that the proposed TYSCB has a better balance between ductility demand and energy dissipation, compared to traditional steel coupling beams.     

Seismic behaviour of coupling beams in a hybrid coupled shear walls

Steel coupling beams in a hybrid coupled shear wall provide a viable alternative for concrete coupling beams coupling individual reinforced concrete wall piers. Due to the lack of information, current design methods for calculating embedment lengths are silent about cases in which hybrid coupled walls have connection details of stud bolts and horizontal ties. In this work, an analytical study was carried out to develop a model for calculating the embedment lengths of embedded steel sections. Five models for calculating embedment lengths in a hybrid coupled wall are developed as variations of the Prestressed Concrete Institute guidelines for steel brackets attached to reinforced concrete columns. In addition, experimental studies on the hybrid coupled shear wall were carried out. The main test variables were the ratios of the coupling beam strength to the connection strength. The test results indicate that it is more advantageous to design the coupling beams as shear yielding members since the shear-critical coupling beam exhibits a more desirable mode of energy dissipation than the flexure-critical coupling beam.     

Novel continuum models for coupled shear wall analysis

Replacement beam formulations represent a family of 1D continuum models suitable for approximate analyses of the structural arrangements of buildings. In this paper, an energy equivalence approach is applied to coupled shear walls to develop suitable replacement beam models. Assuming properly compatible coupling fields between walls, a novel three‐field coupled two‐beam approach, therein providing shear and axial deformations, is proposed. The corresponding mathematical formulation provides closed‐form solutions for simple loading cases with homogenous properties. Considering slender coupled shear walls, as typically found in tall buildings, the coupled two beams can be reduced to a two‐field formulation, i.e., a parallel assembly of an extensible Euler–Bernoulli beam and a rotation‐constraining beam. The latter model is solved analytically, and expressions for the tip displacement and base bending moment are presented. A finite element model is then presented and demonstrated to be an efficient tool for static and dynamic analyses. The effects of the axial deformation and degree of coupling on slender coupled shear wall responses are described as being dependent upon two suitable parameters. Various approximate relations are also proposed for design purposes. Finally, the validity of both analytical solutions and the finite element model is confirmed via numerical examples. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

联肢剪力墙连梁阻尼器伪静力试验研究

连梁阻尼器属于平面内屈服型软钢阻尼器。通过对11个连梁阻尼器进行伪静力试验研究,结合试验现象及力-位移关系曲线对各型号连梁阻尼器的屈曲和破坏状况观察,判断其工作性态。采用数据拟合法对伪静力试验数据分析得到连梁阻尼器的双线性刚度、极限承载力和等效阻尼比的经验公式,为工程设计提供阻尼器的力学特性和本构关系。文中采用的研究思路为：提取试验结果,有限元模拟、调参,以调参后的有限元模型的解作为精确解,虚拟多种型号阻尼器,计算双线性刚度、极限承载力,回归经验公式,并确定阻尼器耗能能力评价标准。通过伪静力试验得出：双列孔连梁阻尼器的滞回性能良好,呈现整体屈曲;建议采用孔间柱长宽比α>2.5,两列孔的列间距与孔间距之比γ≥1.0,开孔率p∈［5%,20%］的双列孔连梁阻尼器。图19表5参9     

联肢剪力墙连梁阻尼器地震模拟试验研究

采用拟动力试验方法,对连梁阻尼器进行地震模拟试验研究,模拟结构的真实地震响应。首先,选取简单的单片双肢剪力墙结构模型,每层附加一个连梁阻尼器,选取El Centro和Taft两条地震波,分别进行35gal、140gal、220gal和620gal拟动力试验,构成8种试验工况;随后将其等效成单质点附加阻尼器体系,单质点系作为数值子结构,附加的阻尼器作为试验子结构,进行拟动力子结构试验,同时进行数值仿真验证。对比数值模拟与试验结果得出：拟动力子结构试验可以真实模拟结构地震响应;地震波输入过程中,连梁阻尼器性能稳定,无局部屈曲,对结构的减震效果良好,地震动能量输入越大,阻尼器发挥的作用越大。图10表4参7     

地震作用下钢筋混凝土联肢剪力墙的应力分析

应用有限元分析软件ANSYS,分析了某钢筋混凝土联肢剪力墙在水平地震作用下的应力分布情况,研究得出:位于整片墙体底部及中部的洞口边角处表现出了明显的应力集中,控制连梁的跨高比,不仅可以避免连梁本身发生剪切破坏,而且可使其两侧墙肢仍具有较强的抗震能力。     

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。     

带分段式连梁的钢筋混凝土联肢#br# 剪力墙拟静力试验及数值模拟

文章提出一种由耗能段和承重段组成的分段式钢筋混凝土连梁,通过低周往复加载试验及有限元数值模拟,对带分段式连梁的钢筋混凝土联肢剪力墙试件的抗震性能进行研究。结果表明：连梁耗能段比承重段更早开裂及屈服,且试验结束后裂缝更多更密集,表明耗能段起到主要的耗能作用,而承重段能始终可靠地承受重力荷载;试件的滞回曲线初期较饱满,呈梭形,后期出现明显的捏拢效应,曲线呈倒S形;试件的位移延性达到24左右,极限位移角达到1/40左右,表明其具有良好的变形性能;随着耗能段截面高度的增加,试件耗能能力增强,但承重段损伤加重。