浅谈小高层住宅中短肢剪力墙结构的设计与应用

本文主要从短肢剪力墙结构体系的特点、短肢剪力墙结构布置、短肢剪力墙结构的计算分析、短肢剪力墙结构设计应注意的问题及短肢剪力墙结构的构造要求进行阐述。     

框架剪力墙结构抗震加固设计研究

本文从框架剪力墙的受力特点出发,分析了框架剪力墙结构的设计参数,并结合实例对剪力墙抗震的概念问题做了一定的分析以及对框架的抗震设计提出了几种观点,研究结果对于框架剪力墙结构抗震加固设计优化具有重要意义。     

双钢板混凝土组合剪力墙试验研究及结构弹塑性时程分析

以16个不同参数的带约束拉杆的双钢板混凝土组合剪力墙滞回加载试验为基础,研究了不同高宽比、轴压比以及不同约束拉杆间距的组合剪力墙破坏模式,得到了试件的滞回曲线、承载力、骨架曲线以及位移延性等抗震性能参数,并通过数值计算其与普通钢筋混凝土剪力墙的对比,分析得出组合剪力墙具有比普通剪力墙更好的承载力和延性。同时采用ABAQUS有限元软件对双钢板混凝土组合剪力墙结构和普通混凝土剪力墙结构进行不同地震作用水平的弹塑性时程分析,对比了二者的层间位移角及构件的塑性耗能,结果表明较之普通混凝土剪力墙,组合剪力墙可以有效的减小结构的层间位移角,降低剪力墙的塑性耗能,提高连梁的耗能比例,对结构抗震更为有利。     

浅析剪力墙结构设计

随着高层建筑的日益增多,剪力墙结构也成为了高层住宅的一种普遍结构形式。本文主要是阐述了在剪力墙结构设计中所遇到的剪力墙结构超长问题、剪力墙转角部位开设转角窗的问题以及剪力墙连梁设计问题等,并对这些问题进行了探讨与分析。     

CFST边框内藏桁架高剪力墙抗震试验与有限元分析

CFST边框内藏桁架剪力墙是一种新型组合剪力墙。为研究其抗震性能和抗震机理,进行了3个1/5缩尺高剪力墙的低周反复荷载试验。在试验研究基础上,分析了该新型组合剪力墙的承载力、延性、刚度及其衰减过程、滞回特性、耗能能力及破坏特征,通过ABAQUS有限元软件进行了弹塑性有限元分析。研究表明:CFST边框内藏桁架剪力墙具有良好的抗震屈服机制,抗震性能比普通混凝土剪力墙显著提高。     

保温墙模带缝剪力墙非线性有限元分析

适应建筑节能、墙材革新等政策的要求,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ANSYS对该体系剪力墙进行非线性分析。通过建立合理的力学模型,模拟分析了在水平荷载作用下带缝剪力墙构件的抗震性能,并与传统剪力墙对比,比较了两种剪力墙的裂缝开展与分布、应力应变特点、刚度、刚度衰减系数及延性系数,通过比较分析了带缝剪力墙在破坏模式、骨架曲线及刚度退化等方面的特点和规律。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,同时可以提高构件的延性,增大其耗能能力。该文研究成果可以为保温墙模带缝剪力墙的工作性能评价和安全设计提供理论依据。     

多因素对剪力墙最优刚度影响的综合分析

本文在考虑剪力墙弯曲变形基础上，由框架边柱（墙）轴向变形、剪力墙剪切变形和连系梁不同联接等三种因素，分六种组合情况，分析框架－剪力墙结构中剪力墙的最优刚度。提出在工程实践中，可将以仅考虑剪力墙弯曲变形的简单计算模型计算得到最优刚度作为剪力墙布置依据。     

多因素对剪内墙最优刚度影响的综合分析

本文在考虑剪力墙弯曲变形基础上，由框架边柱（墙）轴向变形、剪力墙剪切变形和连系梁不同联接等三种因素，分六种组合情况，分析框架－剪力墙结构中剪力墙的最优刚度。提出在工程实践中，可将以仅考虑剪力墙弯曲变形的简单计算模型计算得到最优刚度作为剪力墙布置依据。     

轻骨科砼带边框剪边墙横梁作用的研究

本文在剪力墙试验的基础上,分析了中高多层带边框剪力墙中横梁的作用,指出横梁开裂与不开裂,其对剪力墙的约束作用不同;同时分析了横梁开裂与否的判别条件,计算与试验结果吻合良好。     

带暗支撑再生混凝土中高剪力墙振动台试验研究

为研究钢筋暗支撑对再生骨料混凝土剪力墙的抗震能力提高的贡献,进行了3个钢筋混凝土中高剪力墙振动台试验研究,包括1个普通钢筋混凝土中高剪力墙、1个全再生骨料混凝土中高剪力墙、1个带暗支撑全再生骨料混凝土中高剪力墙。实测了各剪力墙在弹性、开裂及破坏阶段的动力特性、加速度反应、位移反应和破坏形态,并对其进行了分析比较,结果表明:带暗支撑再生混凝土中高剪力墙在各阶段的位移反应比普通再生混凝土剪力墙明显减小,抗震耗能能力明显提高。     

波形钢板剪力墙及组合墙抗剪承载力研究

为研究波形钢板剪力墙及其组合墙在水平荷载作用下的破坏形态、受力性能以及抗剪承载力计算方法,设计了4个波形钢板剪力墙及其组合墙试件,进行了低周往复加载试验,并采用ABAQUS有限元软件对24个波形钢板剪力墙及其组合墙模型进行了模拟分析。研究结果表明：波形钢板剪力墙具有较好的变形能力,波形钢板能有效抑制混凝土裂缝的发展,并与混凝土具有很好的界面粘结力,水平波形钢板剪力墙较易在约束边缘构件底部形成塑性铰;波形钢板剪力墙及其组合墙具有较好的承载能力、延性和耗能能力,且承载力下降缓慢; ABAQUS有限元软件能较好地模拟试验,模拟结果与试验结果吻合较好,有限元计算结果表明：承载力随波形钢板的厚度和波角的增加有少量增加,此外,波形钢板-混凝土组合剪力墙承载力随剪跨比的增加而降低,竖向波形钢板剪力墙的抗侧承载力性能与水平波形钢板剪力墙的基本相同;该文提出的波形钢板剪力墙及其组合墙抗剪承载力计算公式,计算值与试验值吻合良好,可为设计和工程实际参考; H型钢柱对波形钢板-混凝土组合剪力墙的抗剪承载力贡献最小,竖向波形钢板对组合墙剪力分担率大于水平波形钢板的,竖向波形钢板更有利于提升组合墙的承载性能。     

内置碟簧自复位混凝土剪力墙基于性能的截面设计方法

内置碟簧自复位混凝土剪力墙主要由墙体及墙脚两侧的碟簧装置组成,碟簧装置具有较高的抗压能力,卸载后能恢复到变形前的状态,为墙体提供恢复力,减小结构的震后残余变形。为了较好地设计内置碟簧自复位混凝土剪力墙,该文提出基于性能的截面设计方法。定义了四水准下结构的性能目标和损伤状态,直接基于第三水准下的位移目标设计剪力墙截面尺寸,碟簧装置几何尺寸、承载能力和变形能力。根据自复位剪力墙截面的受力分析,推导其承载力理论计算公式,并对设计的内置碟簧自复位混凝土剪力墙进行弹塑性分析。结果表明,按该方法设计的自复位剪力墙具有较好的复位能力,墙体的损伤也得到有效控制,在位移角分别为0.5%和1%时,残余位移角仅分别为0.012%和0.022%,损伤指标分别为0.12和0.21,符合基于性能的设计目标。推导的理论计算公式能很好地评估剪力墙的承载能力,计算结果与有限元模拟结果吻合较好。     

内嵌钢板及边缘框架相互作用对带连梁低屈服点钢板剪力墙结构受力性能的影响

为满足快速发展的高层建筑结构对抗震性能及空间灵活性的要求,将高耗能能力、高延性的低屈服点钢材与带连梁钢板剪力墙组合成新型带连梁低屈服点钢板剪力墙结构体系。采用有限元软件ABAQUS建立带连梁钢板剪力墙结构模型,结合国内外已有的典型试验结果验证数值方法的有效性。在此基础上,设计5个不同耦合度的低屈服点钢板剪力墙结构模型进行单调和循环加载,对比分析其损伤机制、承载性能及滞回耗能能力,探讨内嵌钢板与边缘框架的相互作用对结构及构件受力性能的影响,给出设计建议。结果表明:带连梁低屈服点钢板剪力墙结构内嵌钢板与边缘框架相互作用能够有效提高整体结构承载力、承载效率以及耗能能力。综合考虑材料利用率、承载能力及耗能能力,建议连梁耦合度控制在0.45以内。随着连梁耦合度的提高,边缘框架分担剪力多至60%,内部框架柱的轴力显著减小,连梁转角不断减小。因此,在带连梁低屈服点钢板剪力墙结构设计过程中应充分考虑内嵌钢板与边缘框架的相互作用,适当减小内嵌钢板设计厚度及边缘框架截面尺寸,提高材料利用率及设计经济性。同时,与纯框架抗侧性能相比,内嵌钢板与边缘框架的相互作用有效提高了边缘框架的初始抗侧刚度及承载力。     

玻化微珠保温墙模复合剪力墙承载力研究

适应建筑节能的要求,提出一种新型保温承重结构体系——玻化微珠保温墙模复合剪力墙体系。通过轴压试验研究与有限元模拟分析,确定单片免拆墙模复合剪力墙在轴向压力作用下的承载能力,了解复合剪力墙的破坏形态、变形能力。同时进行传统剪力墙轴压试验研究及数值模拟,比较两种墙体的强度及平面外稳定性,确定墙模对内部混凝土的复合增强作用。试验及模拟分析结果均表明本体系复合剪力墙在正常使用荷载下具有较大的承载能力和刚度,具有很好的整体工作性能。研究成果可以为保温墙模复合剪力墙的工作性能评价和安全设计提供理论依据。     

冷弯薄壁型钢组合墙体受剪性能研究综述

为适应多高层装配式住宅结构的发展需求,提出了一种新型装配式钢框架-内填轻钢复合墙板结构体系。对4个足尺钢框架-轻钢复合墙板试件进行了低周往复加载试验研究,分析了填料强度、龙骨规格、墙板开洞等因素对试件破坏模式、滞回性能、抗剪承载力、抗侧刚度、延性及耗能性能的影响,并对钢框架与轻钢复合墙板协同受力机制进行了分析。结果表明：钢框架与内填墙板协同工作性能良好;结构中墙板为剪切型破坏,最终以填料角部受压破坏、骨架与填料间黏结滑移失效、墙面板破坏及螺钉连接失效为主要破坏特征,钢框架未发生明显破坏,并对内填墙板具有良好约束作用;填料强度提高及立柱截面增大可提高结构的抗剪承载力、刚度及耗能性能,但延性降低;开设洞口使得墙板的抗剪承载力、初始刚度以及耗能性能均降低,但延性增大。加载初期,内填墙板承担约85%的水平荷载,加载后期,墙板逐渐退出工作,钢框架承担主要水平荷载和倾覆弯矩。     

基于节点连接特性的钢板剪力墙结构数值分析

在半刚接框架-钢板剪力墙新型结构体系研究的基础上,采用ANSYS程序分析了不同墙体形式下结构的承载力、应力和变形发展历程,分析对比节点铰接、刚接、半刚接三种连接形式对钢板剪力墙结构承载力的影响。结果表明：设置加劲肋后,结构的屈服荷载提高约20%,极限承载力提高约10%。对于抗弯框架-钢板剪力墙结构,梁柱通过刚性连接与钢板墙组合,为双重抗侧力体系,节点刚接比铰接极限承载力提高约15%左右;节点半刚接和铰接极限承载力比较接近,相差仅在5%左右,为单重抗侧力体系。研究为该新型结构体系的工程应用和理论分析提供依据。     

装配式钢-混凝土组合管剪力墙轴压性能与承载力计算方法研究

为研究装配式钢-混凝土组合管(SRCT)剪力墙的轴压性能,完成了7个SRCT剪力墙试件的轴压性能试验,分析了试件的破坏形态、承载能力、位移延性、初始刚度等轴压性能。结果表明:SRCT剪力墙具有良好的轴压承载能力、刚度和变形能力,表现出良好的轴压承载性能;SRCT剪力墙轴压承载能力和初始刚度与距厚比成反比,延性与距厚比成正比;拉结筋布置形式对SRCT剪力墙的轴压承载力有一定影响,对初始刚度影响较小,拉结筋梅花形布置的SRCT剪力墙轴压承载力更高;侧面锚栓布置形式对SRCT剪力墙承载力有较大影响,随着侧面锚栓的加强,SRCT剪力墙承载能力增大;提出了考虑钢板局部屈曲和钢管对内膛混凝土约束作用的SRCT剪力墙轴压承载力和初始刚度计算方法,计算结果与试验值吻合良好。     

装配式混凝土剪力墙结构空间模型抗震性能试验

对装配式混凝土剪力墙结构底部四层1/2比例空间模型进行了低周反复荷载试验。根据试验结果及试件原型静力弹塑性分析结果对比分析认为：装配式混凝土剪力墙结构抗震性能满足我国抗震设防要求,同时,由于填充墙效应及局部现浇带的有效约束,结构承载力及刚度得到提高,且有较大安全余度,可应用于实际工程;装配式混凝土剪力墙结构由于采用与剪力墙板整体预制的钢筋混凝土填充墙,设计时应充分考虑填充墙对主体结构强度和刚度的影响;装配式混凝土剪力墙结构弹性强度及刚度较现浇剪力墙结构有明显提高,但同时造成其在弹塑性阶段表现复杂,有必要建立其精细化弹塑性模型进行地震作用下的详细分析。     

装配式钢框架-预制混凝土抗侧力墙结构受剪承载力分析

钢框架-预制混凝土抗侧力墙装配式结构体系(SPW体系)为一种典型的双重抗侧力装配式体系,抗侧力墙体为结构体系的第一道防线,钢框架为结构的第二道防线。为研究该体系的受力机理和受剪承载力,在试验研究的基础上建立了钢框架与抗侧力墙体基于协同效应的传力机制,对抗侧力墙体的受力机理进行了分析,提出了该结构体系在各受力阶段的简化计算模型,推导受剪承载力的计算公式,并同试验值进行了对比分析,可靠性较好。     

水平接缝连接方式对双面叠合剪力墙抗震性能影响的试验研究

通过对4片采用不同水平接缝连接方式的双面叠合剪力墙和1片全现浇剪力墙试件进行拟静力抗震试验,对比研究了墙体的破坏形态、滞回性能、承载力、位移延性、耗能能力和刚度退化特征。试验结果表明:各双面叠合剪力墙试件的极限破坏形态与现浇剪力墙试件基本相同;部分叠合剪力墙试件的抗震指标与现浇剪力墙对比试件相近,具有较好的抗震性能;水平接缝采用竖向连接钢筋搭接连接与采用竖向连接钢筋约束搭接连接方式的双面叠合剪力墙试件的承载能力更接近于现浇剪力墙试件;采用相同竖向钢筋连接方式的双面叠合剪力墙试件,钢筋搭接区带约束螺旋筋的试件比不带螺旋筋试件的极限变形能力强,但承载力相差不大;采用竖向连接钢筋连接方式且钢筋搭接长度大于等于1.2laE的双面叠合剪力墙试件的抗震性能满足现行相关规范的要求。