带暗柱预制混凝土梁-墙平面外节点受力性能分析

基于有限元软件ABAQUS,建立了预制混凝土梁-墙平面外节点有限元模型(考虑界面接触、套筒接触以及边界条件等因素的影响),并通过试验验证了该模型的合理性。在此基础上开展了带暗柱预制混凝土梁-墙平面外节点有限元参数分析,主要分析参数包括轴压比、墙体厚度和框架梁截面尺寸等。分析表明,预制混凝土梁-墙平面外节点与现浇混凝土梁-墙平面外节点的破坏形态相同,均发生梁端受弯破坏,符合"强墙弱梁"的设计原则,节点刚度和承载力均较接近;轴压比对预制混凝土梁-墙平面外节点的受力性能影响不大,但剪力墙厚度和框架梁截面尺寸对节点受力性能影响较大。     

装配式与现浇结构墙梁节点地震荷载下受力性能分析

高层建筑结构设计较多使用框架-剪力墙的结构形式,剪力墙为框架梁的另一个支座,装配式墙梁节点是地震作用下的薄弱环节,主要破坏形式是节点区域混凝土压碎和钢筋屈服。选取一个典型墙梁节点,对现浇结构和预制结构进行有限元建模计算,结果表明,现浇结构与装配式结构受力性能接近,其中现浇结构层间刚度及承载能力略大于预制结构,小中震下两组结构均不发生破坏,大震下现浇构件不会破坏,预制结构剪力墙底部及梁墙交接处屈服后出现损伤。     

强墙弱梁型钢筋混凝土梁-墙平面外连接节点试验

为研究剪力墙设置暗柱的钢筋混凝土梁-墙平面外连接节点的抗震性能,完成了6个按强墙(暗柱)弱梁设计的梁-墙平面外连接节点试件在梁端施加往复竖向荷载的试验,试件的主要变化参数为暗柱宽度、暗柱纵向配筋和梁纵筋在暗柱内的锚固。结果表明,6个试件在达到最大承载力前,梁的纵筋已屈服;梁纵筋在墙内锚固不足的试件,最终为剪力墙墙面混凝土局部拉脱破坏;暗柱宽度为梁宽3倍、梁纵筋在墙内锚固得到加强的试件,为梁弯曲破坏,具有大的变形能力;暗柱宽度为梁宽4倍的试件,梁、墙都发生破坏。在试验研究的基础上和参照现行国家标准,提出了剪力墙暗柱的设计建议:暗柱宽度不宜大于3倍梁宽;暗柱平面外弯矩设计值应根据梁端实配抗震受弯承载力确定;暗柱最小总配筋率不小于1.0%,箍筋最小直径为10mm、最大间距为150mm等。     

带凹槽剪力墙-混凝土梁节点承载力理论分析

针对在框架-核心筒体系中核心筒内混凝土次梁对滑模、爬模施工技术的不利影响,提出了带凹槽剪力墙-混凝土梁节点。该节点在满足滑模、爬模施工的前提下,具有较强的承载能力,能够满足核心筒剪力墙内部梁作为次梁承担及传递竖向荷载的结构设计要求。在已完成三个变凹槽节点试验的基础上,对带凹槽剪力墙-混凝土梁节点抗弯承载力,受剪承载力进行理论分析,在此基础上提出相应计算公式。经对比,带凹槽剪力墙-混凝土梁计算理论计算值与试验值、模拟值相差比例在15%以内,能够为节点设计提供理论支撑。     

钢筋混凝土梁-墙直交节点弯矩传递比例分析

要深入了解梁-墙平面外连接节点的受力性能,特别是发生"拉脱破坏"的原因,需要明确平面外弯矩在剪力墙临界截面上引起的弯矩和扭矩的传递比例。通过有限元计算,对影响剪力墙截面力分布和节点弯矩传递比例的主要因素,如梁、墙截面尺寸以及边界条件等进行了参数分析;在此基础上,利用简化模型推导了节点弯矩传递比例的理论计算公式,并进行了数值拟合;通过与分析结果和ACI无梁楼盖相关计算公式的对比发现,ACI公式明显低估了抗弯条带的弯矩传递比例。     

钢筋混凝土梁-圆钢管混凝土柱环梁节点抗弯设计研究

运用ANSYS软件建立了钢筋混凝土梁-圆钢管混凝土柱环梁节点有限元模型,分析了环梁钢筋与混凝土的应力分布规律,通过简化环梁受压区混凝土受压应力分布,推导了节点抗弯承载力设计公式,为环梁节点的设计提供了新的方法和思路。主要结论有:环梁最大扭矩截面和环筋最大受力截面均在框架梁侧位置;弯矩作用下环梁扭矩的大小受框架梁宽度和钢管半径之比的影响,比值越大,扭矩越小。     

钢管束组合剪力墙结构锚固装配式墙-梁连接节点抗震性能分析

为解决钢管束组合剪力墙结构现有墙-梁节点焊接量大的问题,提出一种钢管束组合剪力墙结构锚固装配式墙-梁连接节点,并利用有限元软件ABAQUS对节点的破坏模式、内力分布以及端板厚度、锚固长度和混凝土强度等级对节点抗震性能的影响规律进行研究。结果表明,钢管束组合剪力墙结构锚固装配式墙-梁连接节点滞回曲线饱满,具有良好的延性和耗能能力;端板厚度对节点的承载能力和抗震性能影响较小;随着锚固长度增加,节点抗震性能增强,承载力明显增加,但当锚固长度达到800 mm后,节点抗震性能和承载力均不再有明显改变;随着混凝土强度等级的增加,对节点的抗震性能影响较小;预埋件的承载能力逐渐由栓钉尾部混凝土局部抗压承载力控制转化为由栓钉的抗剪承载力控制。     

钢筋混凝土框架梁-剪力墙平面外连接节点的力学分析

应用正交各向异性弹性薄板理论分析了钢筋混凝土剪力墙在框架梁传递来的平面外弯矩作用下的力学行为,得到了节点的转动刚度和墙体有效计算宽度的解析表达式;引入了"等效框架"分析模型,将节点区附近有效计算宽度范围内的墙体视为一等效框架柱进行分析即可反映节点的平面外转动刚度问题;并将理论解与ANSYS有限元解进行比较,结果符合较好;对实际工程情况进行了算例分析。计算结果表明:框架梁-剪力墙平面外连接节点的转动刚度较大,还不能达到可以忽略的程度。     

梁与墙垂直相交时梁纵筋的锚固设计研究

采用有限元软件ABAQUS对梁与墙垂直相交节点进行了有限元模拟分析,在相同加载条件下,通过改变各模型梁纵筋的直径大小、配筋方式、墙内设置暗梁、墙内设置边框梁、墙后设置梁头、梁端增设梁垫、考虑楼板作用等各种参数,对不同构造做法中其节点的承载能力、锚固区钢筋的受力状态、屈服机制、节点区的损伤破坏模式等进行了分析研究。     

波纹侧板钢管混凝土组合柱-钢梁框架节点的抗弯性能研究

提出一种新型波纹侧板钢管混凝土组合柱-钢梁框架节点形式——在节点核心区沿钢梁上下翼缘方向设置贯通隔板,梁翼缘设置加强板,柱四角布置方钢管并沿高度方向焊接波纹侧板形成钢骨架,骨架腔内灌注混凝土。利用ABAQUS软件建立有限元数值模型,并与常规节点的滞回性能、受力特性和破坏模式进行对比,发现设置加强板能有效提高节点的承载力,且能使塑性铰沿翼缘外移,两类节点的滞回曲线均较为饱满,耗能性能和延性较好。分析加强板厚度、混凝土强度、柱钢材强度等因素对此类节点抗弯承载力的影响,结果表明：加强板厚度、钢梁钢材强度、钢梁极限弯矩和梁柱线刚度比对节点抗弯承载力有显著影响。在参数分析的基础上建议了波纹侧板钢管混凝土组合柱-钢梁节点的抗弯承载力简化计算公式,简化计算公式所得结果与有限元结果吻合良好。     

Panel shear strength of steel coupling beam-wall connections in a hybrid wall system

One of the most common types of hybrid systems is represented by a hybrid coupled shear wall consisting of steel coupling beams and reinforced concrete shear walls, known as a hybrid wall system. This paper addressed the shear strength of connection between structural steel coupling beams and reinforced concrete shear walls. No specific guidelines are available for predicting the panel shear strength of steel coupling beam-wall connections in a hybrid coupled shear wall system. The panel shear strength of steel coupling beam-wall connections in a hybrid coupled shear wall system is examined through results of an experimental research programme where three 2/3-scale specimens were tested under cyclic loading. Panel shear strength reflects enhancement achieved through mobilization of the reinforced concrete panel using face bearing plates and/or horizontal ties in the panel region of steel coupling beam-wall connections. The results and discussion presented in this paper are compared with ASCE design guidelines for RCS composite joints, which form a similar structural system. Finally, this paper provides the background for design guidelines that include a design model to calculate the panel shear strength of steel coupling beam-wall connections.     

型钢高强混凝土短肢剪力墙节点抗裂承载力研究

为了研究型钢高强混凝土短肢剪力墙节点的抗裂能力,以配钢形式、轴压比和梁结构类型为变化参数设计了4个型钢高强混凝土短肢剪力墙节点试件和1个高强混凝土短肢剪力墙节点试件进行低周反复荷载试验,观察试件的受力破坏全过程,并获取其开裂荷载。结果表明:节点破坏先后经历初裂、通裂、极限和破坏4个阶段,开裂荷载约为极限荷载的30%～40%,配钢形式对节点抗裂承载力的影响较明显,增大轴压比对节点抗裂承载力有所提高。在试验基础上提出节点抗裂承载力计算公式,计算值与试验值吻合较好。     

Seismic design method and experimental study of composite steel plate-concrete coupled shear wall systems

钢板混凝土联肢组合剪力墙是一种具有“双重防线机制”的优良抗震结构体系,其理论研究已经滞后于工程实践的发展,传统的基于强度的抗震设计方法难以从抗震耦合机制层面解决连梁和组合墙肢的匹配问题。为此提出以耦连比为基本设计参数,以连梁-墙肢“双重防线机制”为性能目标的钢板混凝土联肢组合剪力墙抗震设计方法。基于此方法,设计原型结构,并按原型结构底部五层的联肢墙设计制作1∶4缩尺试件,对试件施加往复荷载,考察试件的整体屈服机制。试验结果表明,结构体系通过钢连梁的剪切变形和墙肢底部的塑性铰变形来耗散能量,实现了连梁-墙肢“双重防线机制”,验证了该设计方法的合理性。     

Seismic performance of steel coupling beam-wall connections in panel shear failure

Increasingly, engineers are designing hybrid and mixed building systems of structural steel and reinforced concrete to produce more efficient structures than can be realized using either material alone. Recent literature has pointed out a need for greater understanding of the interaction of structural steel and reinforced concrete in such systems. In this paper, the seismic performance of steel coupling beam-wall connections in a hybrid coupled shear wall system is examined through results of an experimental research programme where three 2/3-scale specimens were tested under cyclic loading. The test variables included the reinforcement details that confer a ductile behaviour on the steel coupling beam-wall connections, i.e., the face bearing plates and the horizontal ties in the panel region of the steel coupling beam-wall connections. It investigates the seismic behaviour of the steel coupling beam-wall connections in terms of the failure mechanism, hysteretic response, strength, stiffness, and dissipated energy characteristics. The results and discussion presented in this paper provide background for a companion paper that includes a design model for calculating the panel shear strength of the steel coupling beam-wall connections.     

预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构中预制外墙模板的结构设计

预制钢筋混凝土叠合剪力墙是由预制外模板加现浇钢筋混凝土剪力墙组成的。预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构在产业化住宅中占重要的地位。叠合剪力墙预制外模板的设计是预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构设计的重要组成部分。对于一般的结构设计人员,这是一项新的工作。文章结合具体的设计项目参考日本的相关资料和文献【4】,对于叠合剪力墙预制外模板的设计进行了详细介绍。其中包括预制外模板设计的荷载工况、内力计算方法、预制外模板组合梁的承载力等内容。为叠合剪力墙预制外模板的设计提供了可参考的设计实例。     

钢筋混凝土大偏心梁柱节点抗震性能的试验研究

本文介绍了对于梁柱中心线间距大于四分之一柱宽的大偏心梁柱节点所进行的试验研究和计算分析。在弹性分析的基础上进行了四种试件的试验研究。计算得出的节点剪应力分布规律和试验过程中的现象与破坏特征共同反映了大偏心节点受力不利,证明采取梁端水平加腋的措施可以改善大偏心节点的受力性能。本文提出了大偏心节点受剪承载力的计算方法和改善节点受力性能的构造措施。     

预制钢筋混凝土叠合剪力墙构件承载力的试验分析

预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构是产业化住宅的一种重要的结构形式。预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构设计与一般的现浇钢筋混凝土剪力墙有所不同。文章对文献【3】所作的预制钢筋混凝土叠合剪力墙的低周反复荷载试验结果进行了分析,总结。对比分析了两种不同配筋形式的预制钢筋混凝土叠合剪力墙与同厚度的现浇钢筋混凝土剪力墙试件。分析了它们的极限承载力,延性,刚度的衰减过程,滞回曲线,耗能能力以及预制与现浇部分的协同工作特征。提出了在结构承载力,强度计算时将预制钢筋混凝土叠合剪力墙的预制外模板作为结构的外加荷载。而在计算结构刚度,控制建筑位移时可以考虑预制外模板的刚度贡献。并且认为,预制钢筋混凝土叠合剪力墙的配筋形式采取预制部分与现浇部分分开独立的配筋形式为佳。     

短肢墙预应力楼盖结构顶层端节点受力性能有限元分析

在2个短肢剪力墙无粘结预应力楼盖子空间结构模型的低周反复加载试验研究基础之上,通过有限元分析,补充研究这类结构顶层端节点在不同水平配箍量条件下的受力性能,及梁端竖向箍筋部分进入节点区的受力性能,并对顶层端节点的水平箍筋用量,提出了设计建议。