页岩陶粒混凝土剪力墙抗震性能试验研究

通过5个不同高宽比、不同腹板配筋率的页岩陶粒混凝土剪力墙试件的低周反复荷载试验,研究页岩陶粒混凝土剪力墙的抗震性能及受力机理,分析页岩陶粒混凝土剪力墙破坏形态、滞回曲线、承载力、延性、耗能、刚度等。研究结果表明：页岩陶粒混凝土剪力墙具有较好的延性和受力性能;影响墙体破坏形态的主要因素是高宽比,其破坏形态与普通混凝土剪力墙及其它轻骨料混凝土剪力墙基本相似,破坏区域主要集中在距墙底墙肢宽度范围内;增大竖向配筋率有利于改善墙体的变形性能及提高墙体的承载能力;增加横向钢筋配筋率,墙体承载力并非呈比例增加。基于比拟桁架模型理论,考虑竖向分布钢筋的销栓作用,建立了页岩陶粒混凝土剪力墙斜截面承载力计算式,计算结果与试验结果吻合较好。     

低轴压比夹芯复合剪力墙抗震性能试验研究

针对寒区传统村镇砌体结构抗震及节能水平较低的现状，提出一种由内外叶墙和内置聚苯板保温层组成的夹芯复合剪力墙结构。为研究该夹芯复合剪力墙的地震破坏模式、抗震性能指标，本文设计了2组与村镇建筑实情相吻合的低轴压比墙体试件，即1个实心剪力墙试件和1个夹芯复合剪力墙试件，分别进行低周往复水平加载试验，对比了2种墙体的破坏模式、抗震承载力、滞回及骨架曲线、刚度退化规律、延性及耗能能力等抗震性能指标。研究结果表明：在水平地震作用下，低轴压比的夹芯复合剪力墙和实心剪力墙分别发生剪切滑移破坏和压弯破坏；夹芯复合剪力墙承载力是实心墙的0.87倍，滞回曲线更为饱满，其延性和耗能能力分别是实心剪力墙的2.3倍、1.64倍，其层间位移角达到规范剪力墙限值要求；夹芯复合剪力墙内外叶墙通过三维钢丝网架可实现协同抗震工作，应适当提高竖向插筋配筋率。相关结论可为村镇夹芯复合剪力墙结构设计提供依据。     

预应力预制混凝土剪力墙抗震性能试验研究

通过后张拉高强无黏结预应力筋将分段预制墙板拼装成整体预应力预制混凝土剪力墙,剪力墙根部靠近中间位置布置若干普通钢筋以增加墙体耗能性。为比较该类剪力墙与现浇混凝土剪力墙的抗震性能,进行了3片预应力预制混凝土剪力墙和1片现浇混凝土剪力墙的拟静力试验,研究墙体的破坏过程及破坏形态、滞回及骨架曲线、位移延性、耗能能力、刚度退化、残余位移等。结果表明：预应力预制混凝土剪力墙的非线性变形集中在墙根部接缝处,导致墙体本身的损伤较小;预应力筋可提供恢复力,能有效减小残余变形;由于耗能钢筋的锚固失效,预制混凝土剪力墙的滞回曲线不如现浇混凝土剪力墙试件饱满;刚度退化早于现浇墙体,但下降段曲线较现浇墙体平缓,其刚度退化较现浇墙体缓慢;锚固失效是由耗能钢筋过密布置导致。     

底部加厚钢管混凝土边框带缝剪力墙抗震性能试验研究

钢管混凝土边框带缝剪力墙是一种新型剪力墙,为进一步研究该新型墙体的抗震性能,设计制作了2个不同构造的剪力墙试件,并进行了低周反复加载试验。根据试验结果,分析了各试件的破坏特征、承载力、延性、刚度及退化过程、骨架曲线等抗震性能指标。研究表明:与普通钢管混凝土边框带缝剪力墙试件相比,底部加厚钢管混凝土边框带缝剪力墙试件的抗震性能显著提高,底部加厚钢管混凝土边框与钢筋混凝土带缝墙体能够协同工作并形成良好的抗震耗能机制。     

方钢管混凝土框架内置十字加劲薄钢板剪力墙低周反复荷载试验研究

为了研究方钢管混凝土框架内置十字加劲薄钢板剪力墙的抗震性能,分别对1/3缩尺比的单跨两层方钢管混凝土框架内置十字加劲薄钢板剪力墙和方钢管混凝土框架内置非加劲薄钢板剪力墙进行了低周反复荷载试验,得到了方钢管混凝土框架内置薄钢板剪力墙的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、特征荷载和位移及抗震性能指标等,分析了结构的破坏特征、延性、耗能能力、承载能力及刚度退化等性能。结果表明:方钢管混凝土框架内置薄钢板剪力墙具有较高的承载能力、抗侧刚度、良好的延性及耗能性能;十字加劲肋的设置降低了薄钢板墙的高厚比,有效抑制了薄钢板墙的面外变形,改善了薄钢板墙的受力性能,提高了其强度和刚度。     

保温复合剪力墙抗震性能试验研究

通过对5片保温复合剪力墙和1片传统外保温施工的普通钢筋混凝土剪力墙进行低周反复荷载试验,对各剪力墙试件的破坏特征、裂缝开展情况、承载能力、滞回性能、骨架曲线、刚度退化、位移延性及耗能能力进行分析,研究了在不同高宽比、轴压比以及不同界面连接方式等条件下保温复合剪力墙的整体工作性能和抗震性能,并与普通混凝土剪力墙进行对比。研究结果表明:保温复合剪力墙整体工作性能良好,具有较好的抗震性能;高宽比小的剪力墙的承载力和初始刚度都较大,但其弹塑性变形能力低,刚度退化速率快,延性性能较差;随着轴压比的增大,剪力墙的延性性能变差,但承载力和耗能能力都有所提高;在保温复合剪力墙的界面上设置栓钉对墙体耗能能力的提高影响比较显著。     

多层砌体结构窗下墙破坏模式试验研究

为验证多层砌体结构开洞墙体窗下墙破坏模式震害现象,设计缩尺比例为1:3的三层三跨砌体结构开洞墙体试件,对其进行拟静力低周往复加载试验。分析多层砌体墙体窗下墙破坏模式的破坏特征,研究整体墙及各层墙体的滞回特性、骨架曲线、刚度退化规律、耗能特性、延性与变形特征等抗震性能。试验结果表明：发生窗下墙破坏模式的开洞墙体破坏过程分为裂缝出现、变形发展与强度退化三个阶段;窗下墙作为第一道抗震防线可提前参与整体结构耗能、降低墙体刚度退化速率、增加整体墙的延性和变形能力,其破坏模式相对窗间墙破坏模式更为合理。研究结果揭示了发生窗下墙破坏模式墙体的抗震性能与变形特征,为实现砌体结构合理破坏机制提供依据。     

装配式空心剪力墙拟静力试验研究

对2片不同轴压比的装配式空心剪力墙进行了拟静力试验,描述了该墙的破坏过程,分析了墙体的破坏特征、滞回特性、耗能能力等抗震性能。结果表明,装配式空心剪力墙主要呈弯剪破坏;随着轴压比的增大,墙体承载力增大,延性提高,耗能能力提高,刚度退化加快;装配式空心剪力墙的抗震性能良好,应用于三层及以下低轴压比结构时,具有较大的安全储备。最后,结合试验结果与相关文献结论,给出了该结构形式的装配式空心剪力墙的弹性刚度计算式修正系数。     

钢桁架-混凝土组合剪力墙与钢连梁连接节点的抗震性能分析

型钢混凝土剪力墙具有抗震性能好、便于装配化的优点,该墙体和钢连梁连接节点的抗震性能严重影响结构体系的安全。采用ABAQUS有限元软件建立精细化模型,分析了以剪切塑性变形为主的节点和以弯曲塑性变形为主的节点的抗震性能。通过低周往复加载,观察节点的破坏形态,并对节点的滞回性能、骨架曲线、刚度退化曲线、等效黏滞阻尼系数以及位移延性系数等进行分析,探明了节点处腋梁、侧肋板、墙体斜撑及翼缘削弱等对节点抗震性能的影响。研究表明：节点处设置腋梁或侧肋板可提高节点初始刚度及承载力,并使塑性铰外移,减小边柱变形,实现“强节点”的抗震需求,但增加侧肋板将降低节点的延性;翼缘削弱将降低节点初始刚度及承载力,但对刚度退化影响较小;翼缘削弱后增设腋梁、侧肋板和斜撑对节点滞回曲线和骨架曲线影响较小。     

侧边开洞 斜向槽钢加劲钢板剪力墙 结构抗震性能试验研究

为研究开洞形式及槽钢加劲肋对钢板剪力墙抗震性能的影响，对2个1/3缩尺的单跨双层侧边开洞-斜向槽钢加劲钢板剪力墙进行了低周往复荷载试验，得到了双侧开洞 交叉加劲钢板剪力墙和单侧开洞-多道斜向槽钢加劲钢板剪力墙的荷载-位移曲线、破坏特征、骨架曲线等，分析了两种钢板墙的承载能力、延性、退化特性以及耗能能力等性能。通过分析框架梁的受力情况，给出了考虑加劲肋作用的开洞处梁腹板最小厚度计算公式。试验结果表明，两种形式的槽钢加劲钢板剪力墙均有良好的抗震性能。双侧开洞 交叉加劲钢板剪力墙试件的滞回环饱满呈梭形；单侧开洞-多道斜向槽钢加劲钢板剪力墙试件在加载前期滞回曲线有“捏缩”现象，耗能梁段形成后“捏缩”现象消失。槽钢加劲肋能有效限制内填钢板的屈曲变形，加载过程中未发生扭转，避免加劲肋破坏导致加劲效果失效。双侧开洞 交叉加劲钢板剪力墙试件受槽钢加劲肋作用，中梁开洞处梁腹板承受剪力增大约30%。建议在开洞处梁腹板合理布置加劲肋，避免框架梁过早屈服影响整体结构性能的发挥。     

粉煤灰砌块剪力墙抗震性能的试验研究

通过对三片带钢筋混凝土边框的粉煤灰小型砌块剪力墙以及相同两片的开洞墙在低周反复荷载作用下的试验 ,分析了墙体边框柱和内部砌体的共同工作性能 ,描述了墙体的破坏形态 ,绘制了试件受力的滞回曲线和骨架曲线 ;同时对这种剪力墙的刚度退化、变形能力、延性系数、粘滞阻尼系数等抗震性能指标进行了分析。     

带肋箱板式钢结构住宅底部加强区墙体抗震性能有限元分析

为了深入研究带肋箱板式钢结构住宅底部加强区墙体的抗震性能,基于前期试验研究结果,对底部加强区组合钢板墙进行有限元建模。设计了32个有限元模型试件,对影响组合钢板墙混凝土面板约束效果的关键参数进行了分析,探讨了螺栓纵、横向间距,轴压比对组合钢板墙抗震性能的影响规律,分析了模型试件的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、刚度退化和各特征阶段的荷载、位移值。结果表明:厚钢板墙承载力高、后期降低明显,最终发生屈服破坏,而薄钢板墙承载力较低,但后期承载力较稳定,最终发生屈曲破坏;螺栓纵向间距越大,滞回曲线越早出现捏缩、耗能能力减弱;轴压比对墙体承载力和耗能能力影响不大。基于分析结果,给出了组合钢板墙螺栓间距和轴压比的设计建议值。     

框架柱约束横孔混凝土空心砌块夹心墙抗震性能试验研究

通过7片框架柱约束横孔混凝土空心砌块夹心墙的拟静力试验,研究了该墙体结构的破坏机理、承载能力、变形能力、延性、滞回特性和刚度退化等,分析了不同抗震构造措施、开设窗洞以及墙体高宽比对其抗震性能的影响。结果表明:横向拉结件和水平钢筋混凝土带可以提高墙体的水平承载力、耗能能力和延性,提高墙体的抗震性能;开设窗洞对墙体的开裂荷载、极限荷载、耗能能力以及初始刚度都有较大的削弱;在窗洞口设置混凝土抱框可以提高墙体的抗震性能;墙体高宽比过大会降低其抗震能力。     

不同配筋形式混凝土剪力墙受剪性能试验研究

通过13片高宽比为1.5、轴压比为0.5的不同形式混凝土墙抗震性能试验研究,对比了不同形式剪力墙受剪破坏形态、极限承载力及延性性能。试验表明:截面两端设置型钢、钢管或核芯柱的混凝土墙及墙内设置型钢或钢筋暗斜撑的混凝土墙,可不同程度地提高剪力墙受剪承载力及延性;增加墙体分布筋配筋率也可提高剪力墙受剪承载力,但配筋率过高时,其延性很差。提出了两端设置型钢及墙内设置暗斜撑的混凝土剪力墙受剪承载力设计计算公式,计算结果与试验比较吻合。还提出了剪力墙受剪截面控制条件的建议公式。     

大剪跨比带缝剪力墙的非线性分析

提出一种新型保温承重结构体系—免拆保温墙模带缝剪力墙体系。运用有限元分析程序AN-SYS对该体系大剪跨比带缝剪力墙进行非线性分析。通过建立合理的力学模型,分析了大剪跨比带缝剪力墙在水平荷载作用下的破坏模式、骨架曲线及刚度退化等方面的特点和规律。同时建立传统剪力墙模型,通过比较分析了两种剪力墙的抗震性能。分析结果表明开缝可以改变墙体的破坏形态,降低构件的刚度,增大其变形能力,提高构件的延性,从而实现抗震结构控制的目的。本文研究成果可以为带缝剪力墙的工作性能评价和安全设计提供理论依据。     

低配筋带缝冗余剪力墙的抗震试验研究

充足的冗余性能可以为剪力墙在地震作用下提供多道抗震防线,提高其抵御地震作用的能力。为研究冗余剪力墙的抗震性能,设计2个低配筋带缝冗余剪力墙试件,一个试件含有单排配筋混凝土墙肢,一个试件含有配筋砌体墙肢,进行低周反复荷载试验。分析研究试件的破坏过程和破坏机理、滞回特性、强度衰减、刚度退化和耗能能力。试验结果表明,2个低配筋带缝冗余剪力墙受力破坏时都有明显的层次性,在墙体薄弱部分破坏后剩余结构能继续承载,表现出较好的冗余特性,且单排配筋混凝土带缝冗余剪力墙同配筋砌体带缝冗余剪力墙相比,滞回环更为饱满,具有更好的耗能能力和后期承载性能,抗震性能更好。     

低周反复荷载作用下节能复合混凝土空心砌块墙体试验研究

通过对节能复合混凝土空心砌块2片开窗洞、加窗台梁墙和2片不开窗洞.共4片墙片试件的水平低周反复荷载试验,研究节能复合混凝土小型空心砌块砌体墙的受力全过程、开裂部位、裂缝发展情况以及破坏形态,分析墙体的滞回特性、延性、耗能能力、刚度退化等抗震性能:同时考察了复合砌块的外叶保护层的受力性能、破坏程度以及与墙体的共同工作机理.探讨不同构造措施、以及开窗洞对墙体抗震性能的影响.研究结果表明:节能复合混凝土砌块砌体从开始加栽到最终破坏,砌块的外叶保护层都没有明显的鼓凸和脱落现象,说明聚苯层及横向拉接筋能够提供可靠的连接,保证外叶保护层在水平剪力和竖向荷载共同作用下和墙体整体工作;此外,开窗洞对墙体的抗震性能削弱较大.     

不同榫卯板构造的装配整体式剪力墙抗震性能试验研究

对1个现浇钢筋混凝土剪力墙试件和2个装配整体式剪力墙剪力墙试件进行拟静力试验,研究剪跨比为1.5的装配整体式剪力墙的抗震性能以及榫卯板构造对榫卯接缝的连接性能的影响.结果 表明:榫卯接缝整体性良好,接缝开裂时试件位移角远大于1/1000;装配整体式剪力墙的破坏区域主要集中在榫卯接缝处,峰值荷载时墙体根部混凝土基本完好,承载力低于现浇钢筋混凝土剪力墙,但刚度退化速率小于现浇钢筋混凝土剪力墙,变形能力、累计耗能大于现浇钢筋混凝土剪力墙,峰值荷载后装配整体式剪力墙进入墙柱组合体受力阶段,承载力下降减缓,位移角达到1/25时仍保持水平和竖向承载力;榫卯板横向凹槽底部与竖向孔洞内侧是否平齐对墙体承载力基本没有影响,但平齐构造可延缓榫卯接缝破坏,有助于提高墙体的刚度和耗能能力.     

带门洞加强肋复合墙体抗震性能及抗侧刚度影响因素研究

制作了1榀开门洞1/2比例的加强肋复合墙体模型,进行伪静力抗震试验,对墙体中钢筋应变进行分析,研究墙体各部件的受力性能,探究在低周反复荷载作用下带门洞加强肋复合墙体的破坏模式、承载力、滞回及耗能能力、延性、刚度退化等抗震性能,并与标准不开洞墙体的抗震性能进行对比。在试验研究的基础上,建立不同门洞参数的有限元数值模型,探究门洞位置、肋柱截面及肋柱配筋率的改变对加强肋复合墙体抗侧刚度的影响。结果表明:带门洞加强肋复合墙体按照砌块-肋梁-外框的顺序依次破坏,破坏模式以剪切型破坏为主;相比无洞口加强肋复合墙体,带门洞墙体抗侧刚度等抗震性能明显较差;相同门洞尺寸情况下,门洞居中时加强肋复合墙体抗侧刚度相对较大;洞边加强肋柱对开门洞墙体的抗侧刚度提升显著,但其提升作用随着门洞肋柱截面的增大而逐渐减弱;增大加强肋柱配筋率对墙体抗侧刚度提高不明显。     

免模剪力墙抗震性能试验

为了研究免模剪力墙的抗震性能,完成了1片免模保温剪力墙、1片免模非保温剪力墙和1片现浇剪力墙的拟静力试验,对比分析了试件的承载能力、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、延性性能、耗能能力等抗震指标,并对免模剪力墙的整体性进行了分析。结果表明:免模剪力墙与现浇剪力墙的受力过程、破坏形态基本相同,抗震性能指标相近,具有与现浇剪力墙相近的抗震性能;与现浇剪力墙相比,免模剪力墙中预制模板和保温层的存在一定程度上削弱了墙体的工作性能,但是影响有限;在工作过程中,免模剪力墙预制模板平面内和平面外的相对位移均较小,没有出现较大范围预制模板与现浇区分离的现象,抗剪连接件和自然粗糙面的构造措施能够较好地保证免模剪力墙各组成部分的协同工作能力和墙体的整体性。