高强钢筋高强混凝土短肢剪力墙地震损伤性能与损伤模型研究

通过6片高强钢筋高强混凝土短肢剪力墙进行低周往复荷载试验,对不同轴压比、高厚比和配箍率的高强钢筋高强混凝土短肢剪力墙的破坏形态、滞回性能等方面进行分析,研究其破坏机理和抗震性能.依据试件各阶段破坏规律,分析对比既有地震损伤模型,提出了适用于高强钢筋高强混凝土短肢剪力墙的双参数地震损伤模型.分析实验结果证明:剪跨比和轴压...     

不同边缘构件约束的剪力墙抗震性能

采用空间纤维模型作为宏观分析工具,提出了一个考虑刚度退化、强度退化和捏拢效应等特征的剪切力-变形滞回模型,对采用3种不同端部约束的剪力墙模型进行了反复加载非线性模拟分析,取得了与试验结果吻合的计算结果,证明所采用的计算方法能有效地模拟剪力墙构件在不同端部约束条件下的抗震性能和破坏机理.然后利用该分析方法对一系列不同端部约束形式剪力墙进行分析比较,来进一步探求端部约束对剪力墙抗震性能的影响规律.     

钢板剪力墙结构的剪切变形分析

目的 研究钢框架-钢板剪力墙结构(Steel Plate Shear Wall,SPSW)的剪切变形比及变化规律,为采用基于能量性态方法设计时,合理估计剪力墙板的滞回耗能提供参考.方法 基于5个系列15个单跨SPSW子结构、4个多层多跨SPSW结构的推覆分析,研究了SPSW结构剪切变形比、变化规律、及相关设计参数的影响.结果 弹性阶段SPSW结构的楼层剪切变形比相对较小,但随着结构塑性的发展,楼层剪切变形比呈显著的增大趋势.剪力墙板厚度、钢柱刚度、跨度、层数、水平加载方式对SPSW结构楼层剪切变形比的影响较大,剪力墙板钢材的强度等级、钢梁刚度对SPSW结构剪切变形比的影响较小.结论 高层钢框架-钢板剪力墙结构采用基于能量的性态方法设计时,上部楼层滞回耗能的计算需考虑剪力墙板剪切变形所占比例的影响.     

钢筋混凝土剪力墙构件恢复力模型

目的研究RC剪力墙构件并给出其基于试验结果的恢复力模型．方法在同济大学土木工程防灾国家重点实验室进行了15片变参数剪力墙构件的拟静力试验,分析了剪力墙构件骨架曲线和滞回规律的特点．提出了以屈服点、峰值点和极限点为特征点,包括负刚度段的三折线骨架曲线模型．结果从理论分析和试验数据得到影响特征点值的主要影响因素,给出了骨架曲线的计算方法．给出了滞回模型,再加载刚度K1和卸载刚度Ku1、Ku2的计算方法及剪力墙构件恢复力模型的计算方法．结论利用已有剪力墙构件试验结果对笔者的计算方法进行了验证,结果符合较好．计算方法简单,便于工程应用．     

地震累积破坏对结构薄弱层位置的影响

基于考虑结构低周疲劳特性的“等效延性破坏准则”，研究地震累积破坏对各类结构薄弱层位置的影响，并给出相应的抗倒塌验算法。     

高强混凝土剪力墙屈服位移计算方法

考虑高强混凝土受压强度高等特点,在高强混凝土剪力墙截面刚达到屈服状态时,假定截面受压区混凝土压应力为线性分布,基于平截面假定,用弯矩曲率分析法得到了剪力墙截面屈服曲率公式。采用屈服曲率公式,对影响高强混凝土剪力墙屈服曲率的参数进行了分析。结果表明,除轴压比外,纵向受力钢筋屈服应变对屈服曲率影响最大;在轴压比较大时,剪力墙截面两端翼墙的影响也较大。通过对计算结果的回归分析,提出了考虑轴压比、纵向受力钢筋屈服应变和剪力墙截面两端翼墙面积影响的屈服曲率计算公式。提出了高强混凝土剪力墙顶点屈服位移的计算公式,公式的计算值与12个高强混凝土高悬臂墙顶点屈服位移的试验值比较吻合。简化公式也适用于普通混凝土剪力墙的屈服位移计算。     

在役钢筋混凝土结构的地震破坏评估

通过对在役混凝土结构耐久性能和动力性能的分析，指出了在役结构在后续利用期内的地震作用取值原则，分析了在役钢筋混凝土结构的恢复力特性与模型，地震反应分析与地震破坏评估的特点，并提出了初步的分析方法。     

底部加钢筋混凝土剪力墙框架结构的地震反应分析

对底部加剪力墙的框架结构已进行过振动台模型试验和空间整体分析,本文是在以上研究的基础上,采用地震时程分析法,对这种抗震结构进行动力作用下的弹塑性全过程分析,进一步探讨这种抗震结构的地震反应以及可能出现的结构薄弱层转移等问题．     

框架剪力墙结构考虑剪力墙剪切变形时的内力和位移

本文用沿高度方向连续化的方法，建立了考虑剪力墙剪切变形时框架剪力墙结构在水平荷载作用下共同工作时的平衡微分方程。推导了多种荷载情况下结构内力和位移的计算公式。同时，进一步分析了剪切变形对框架剪力墙结构内力和位移的影响。     

钢筋混凝土框架柱端剪切破坏震害分析及对策

为避免钢筋混凝土框架柱在地震中因填充墙附加剪力导致剪切破坏,本文总结了近年来国内外破坏性地震中出现的典型柱端剪切破坏震害,采用ABAQUS对典型填充墙框架进行了水平推覆模拟,据此分析了框架柱端剪切破坏的受力机理,并以鲁甸地震中的一栋严重震损的实际结构为例,采用ABAQUS对典型填充墙框架进行了水平推覆模拟和受剪承载力计算.分析表明,填充墙附加剪力是造成框架柱端剪切破坏的主要原因.依据分析结果和已有试验成果给出了考虑填充墙附加剪力的柱端剪力荷载计算公式.震损结构案例分析表明,忽略填充墙附加剪力可能导致结构的抗倒塌能力严重下降,本文填充墙附加剪力公式计算结果与有限元分析结果及实际震害符合较好,可供工程设计参考.     

钢板带加强型型钢混凝土低矮剪力墙抗震性能试验研究

为进一步改善一字型内置竖向型钢混凝土低矮剪力墙的抗震性能,设计和完成了2个剪跨比为1.0的钢板带加强型内置竖向型钢混凝土低矮剪力墙低周往复水平加载试验,并与1个未设置钢板带的内置竖向型钢混凝土低矮剪力墙进行对比分析。试验结果表明：钢板带的设置使剪力墙的水平承载力有显著提升,极限位移角提高20%左右,满足了相关规范极限位移角大于1/100的要求;钢板带的设置使试件破坏模式发生变化,总耗能有大幅度提升;钢板带的设置要适度,不能过强,以免形成新的薄弱区。     

带翼缘钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

通过结合多垂直杆的轴向刚度和剪切刚度来考虑多垂直杆中正应力对剪切刚度的影响,引入剪力滞后翘曲位移函数和材料动态损伤累积指标,建立能够考虑剪力滞后和材料连续损伤累积效应影响的短肢剪力墙非线性分析单元模型. 同时进行6组L形截面高强箍筋约束钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)短肢剪力墙拟静力试验研究,并对其滞回性能进行非线性数值模拟分析. 结果表明：无翼缘腹板端部密配较细直径的高强箍筋能够有效抑制纵筋屈曲和翼缘腹板端部混凝土受压产生的横向变形,从而显著提高短肢剪力墙的耗能能力和延性. 最后采用建立的非线性分析单元模型对所有试件进行非线性数值模拟分析,并与试验荷载-位移曲线结果进行比对,从而验证了非线性单元模型具有较高的模拟精度.

     

竖向钢筋套筒浆锚连接的预制剪力墙抗震性能试验

为研究预制混凝土剪力墙结构中的墩头钢筋预留孔灌浆连接的锚固性能,考虑混凝土强度、再生混凝土粗骨料取代率、钢筋直径、锚固长度、预留孔直径等参数,制作了27个预制混凝土墩头钢筋预留孔灌浆连接拉拔试件和24个预制混凝土直钢筋预留孔灌浆连接拉拔试件. 拉拔试验结果表明:带墩头钢筋在高强灌浆料中锚固150mm时,其极限黏结强度为直钢筋与灌浆料黏结强度的1.8倍以上,建议此种墩头钢筋锚固长度取为0.6\t\t\t\t\tl\t\t\t\t\t_ab;高强灌浆料与普通混凝土、再生混凝土预留孔孔壁的黏结性能良好,预制剪力墙中的预留孔直径可选择50mm.\t\t\t\t

     

半装配式再生混凝土低矮剪力墙抗震性能试验

为研究半装配式单排配筋混凝土剪力墙结构的抗震性能以及再生混凝土在预制剪力墙中的应用效果,设计了4个不同轴压比下工字形半装配式单排配筋普通混凝土和再生混凝土剪力墙试件,试件由底部带预留孔的上层预制剪力墙、带墩头竖向分布钢筋的基础梁、二者之间的坐浆层以及纵横墙交接处的现浇暗柱组成,基础梁顶部伸出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,并进行了低周反复荷载试验,分析了各个试件的破坏特征、承载力、刚度以及耗能等.结果表明:在水平荷载作用下,预制剪力墙与基础梁之间的连接部位出现水平通缝并产生较小滑移,墙身分布着X形交叉斜裂缝;随着轴压比的增大,试件的承载力提高,但延性较差;再生混凝土试件的破坏形态和受力性能与普通混凝土试件相近,再生混凝土可用于工厂预制的结构构件中;半装配式单排配筋混凝土剪力墙构造简单、施工方便,且抗震性能良好,可用于低多层剪力墙结构中.     

CFRP筋转换梁框支剪力墙抗震性能试验的数值模拟仿真方法

对3榀CFRP筋转换梁框支剪力墙进行了低周往复荷载试验,并与1榀全钢筋转换梁框支剪力墙对比,分析了其破坏模式、受力特征和滞回特征等抗震性能。通过OpenSees分析平台,选取基于刚度法理论的非线性梁柱单元,并结合零长度转动弹簧单元,建立了合理考虑纵筋粘结滑移的CFRP筋转换梁框支剪力墙数值分析模型。结果表明：考虑了纵筋粘结滑移的数值模型能较好地模拟CFRP筋转换梁框支剪力墙在低周往复荷载作用下滞回曲线的捏缩特性,对试件屈服荷载和极限承载力也有较好的模拟精度。     

竖向钢筋混合连接预制剪力墙抗震性能试验

为研究竖向钢筋采用新型混合连接(预制剪力墙边缘构件竖向钢筋采用复合直螺纹套筒连接,竖向分布钢筋采用环筋扣合连接)、端面为通长抗剪槽的预制剪力墙的抗震性能,完成了2个预制剪力墙试件及1个对比现浇剪力墙试件的拟静力试验.试件的剪跨比为1.91,按强剪弱弯设计.试验结果表明:预制墙试件的破坏形态与设计一致,为正截面受压破坏;试验结束时,套筒无可见裂纹,连接的钢筋未发生滑移;预制墙试件与现浇墙试件的抗震性能基本相同,预制墙的抗震性能满足现行规范要求;预制墙试件的正截面受压承载力不小于按现浇剪力墙计算的正截面受压承载力的1.1倍,可采用现行行业标准相关公式计算预制剪力墙的正截面受压承载力;位移角1/100时,预制墙试件与现浇墙试件的墙体变形基本相同,截面竖向变形基本符合平截面假定,水平结合面和竖向结合面均无明显错动,竖向结合面无明显张开,墙体预制与后浇部分有很好的整体性.     

冻融环境作用下RC剪力墙抗震性能试验

为了解冻融环境作用下RC剪力墙的抗震性能,采用人工气候实验室对6片剪跨比为2.14的RC剪力墙试件进行冻融循环模拟试验,而后对其进行拟静力加载试验,得到了不同混凝土强度等级和不同冻融循环次数下冻融试件的滞回曲线,绘制出各个试件的骨架曲线,分析了混凝土强度和冻融循环次数对冻融试件强度、刚度、延性、耗能能力等抗震性能指标的影响.结果表明:相同混凝土强度的RC剪力墙随冻融循环次数的增加,承载力、位移延性系数和塑性转角显著降低,强度衰减和刚度退化幅度增大,累积耗能不断减小,抗震性能降低;经相同次数冻融循环的RC剪力墙随混凝土强度等级的提高,承载力和累积耗能增加,强度衰减和刚度退化幅度降低,而延性则先增加后减小,说明提高混凝土强度等级可改善冻融后RC剪力墙的抗震性能.