钢板混凝土与钢筋混凝土抗冲击性能的比较

基于数值模拟,对钢板混凝土(SC)和钢筋混凝土(RC)两种不同的结构形式在变形弹冲击下的损伤破坏效应进行了对比,详细比较了两种结构的局部破坏效应和整体破坏效应,综合看来,钢板混凝土的抗冲击性能要略微优于钢筋混凝土,同时分析了钢板混凝土中有无拉筋对于抗冲击性能的影响。     

双钢板混凝土组合剪力墙双向压弯性能研究

基于纤维模型法,编制双钢板混凝土组合剪力墙(以下简称组合剪力墙)的双向压弯非线性分析程序,通过与已有试验结果、有限元计算结果的对比,验证分析程序的准确性。基于分析程序重点对组合剪力墙的双向压弯承载力进行数值计算,计算结果表明:面外弯矩的存在将显著降低组合剪力墙的面内承载能力,当组合剪力墙处于双向压弯受力状态时,完全按照面内承载进行设计将严重高估构件的承载能力。同时,利用分析程序对组合剪力墙进行参数分析,讨论荷载偏心角、荷载偏心距、混凝土强度和含钢率对组合剪力墙承载力的影响。     

双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能研究综述

本文指出了双钢板混凝土组合剪力墙结构自身的特性和结构的受力机理,总结了国内外研究者对双钢板混凝土组合剪力墙,在结构试验、有限元模拟、理论计算和局部稳定分析4个方面的抗震性能研究现状,分析目前研究成果中存在的优缺点,提出了双钢板混凝土组合剪力墙研究中存在的若干关键问题。展望了双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能研究的发展前景。     

双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能研究综述

双钢板混凝土组合剪力墙由于具有延性好、承载力高、高强度及刚度大等优点,组合剪力墙是目前比较理想的抗侧力构件,近些年来得到了广泛的应用和发展。文中在总结国内外研究的基础上,介绍了对不同截面形式双钢板混凝土组合剪力墙的承载力计算、受力性能影响因素及试验研究,指出目前有关双钢板组合剪力墙研究领域存在的问题和尚未研究的方面,为双钢板混凝土组合剪力墙的进一步试验研究及设计提供建议和参考。     

双钢板型组合结构

双钢板型组合结构是在两块由栓钉或连杆连接的钢板之间浇筑混凝土而成的。这种结构具有强度高、延性好、施工方便快捷、没有裂缝问题等一系列优点,可用作板、梁、柱、剪力墙以及隧道、海上平台等特殊结构。在H.D.Wright等人的研究基础上,英国钢结构协会于20世纪90年代制定的双钢板型组合结构设计规范,采用类似于传统钢-混凝土组合结构的设计方法;Corus公司近年来成功地在工程中尤其是对于要求强度高和施工速度快的结构中应用双钢板型组合结构,取得很好的效果。     

钢板混凝土组合结构剪力连接件性能研究综述

介绍了新型结构体系--钢板混凝土组合结构中钢板与混凝土构件间连接方式的演化过程以及研究现状,对国内外学者对工程中应用最广泛的栓钉剪力连接件承载能力的计算模型及试验研究进行了对比概述,分析了结构连接破坏机理及影响连接件抗剪强度的主要因素为混凝土强度等级、栓钉规格尺寸与施工状况等,并对各影响因素的作用进行了总结。     

双钢板混凝土组合剪力墙复合受力性能有限元分析

对国内已完成的2片双钢板混凝土组合剪力墙复合受力试验进行了ABAQUS有限元分析,对整个加载过程进行了有限元模拟,研究分析了双钢板混凝土组合剪力墙在面内外双向压弯荷载作用下的复合受力性能,分析结果表明,计算骨架曲线与试验骨架曲线符合良好,计算结果能准确反映试验试件的实际破坏过程,在双向压弯作用下,试件最终发生弯曲破坏,破坏特征为端部钢板大面积屈服并具有较大鼓曲,角部混凝土大面积压碎。     

格栅管式双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能试验

制作了3榀格栅管式双钢板混凝土组合剪力墙试验试件,并开展组合剪力墙的低周反复水平荷载试验,绘制出了试件的滞回曲线及骨架曲线。结果表明:格栅管式双钢板混凝土组合剪力墙具有承载能力高、延性好和耗能能力强等优点;新型组合剪力墙可充分发挥格栅式钢墙板和管内混凝土的材料性能,管内混凝土处于三向受压状态,提高了混凝土的抗压强度和延性,外侧钢墙板承担全部拉应力,管内混凝土承担全部压应力,协同工作优势互补;在1/25 rad位移角状态下循环加载80次,新型组合剪力墙塑性铰区域的管内混凝土没有明显的损坏,试验全过程没有任何异响,说明新型组合剪力墙在罕遇地震时也具有良好的工作性能和抗震延性;格栅管式双钢板混凝土组合剪力墙可实现高轴压比、高延性和薄墙厚的抗震剪力墙设计要求。     

双钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

提出一种新型的配置L形拉结件的双钢板-混凝土组合剪力墙。通过两组共6个双钢板-混凝土组合剪力墙试件的拟静力试验,对此新型组合剪力墙的抗震性能进行了研究。试件改变参数主要为轴压比和连接件间距,在试验的基础上对试件的破坏形态、承载能力、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线等进行分析。试验研究表明：L形拉结件的配置既能增强外包钢板对核心内混凝土的约束作用又能抑制外包钢板的屈曲,充分保证了外包钢板和混凝土之间的协同工作,此新型组合剪力墙具有较高的承载力,较好的延性及耗能能力。在达到峰值荷载之前,墙体钢板未发生明显的局部屈曲变形,最终组合剪力墙均因端柱屈曲拉裂而开始破坏;破坏时极限位移角的平均值为1/58;随着距厚比减小,试件的水平承载力和延性系数均显著提高。     

高强混凝土双钢板组合墙抗震性能试验研究

为提高超高层建筑中受大轴向压缩和地震作用的混凝土核心墙的延性,提出一种新型的高强混凝土双钢板组合墙(CFDSP)。CFDSP组合墙由在两个边界的钢管混凝土柱和混凝土双钢板墙体组成,混凝土双钢板墙体由垂直的肋板分成单元,单元之间用横向缀板相连。为深入研究这种新型CFDSP组合墙的结构机理,对12个受大轴向压缩力和反循环横向荷载的试样进行试验。由于钢板的宽厚比和缀板的位置较为合理,表面钢板并没发现明显的屈曲,所以在受力全过程中的表面钢板和高强混凝土可以较好的共存。所有样本都有饱满的滞回曲线和大的极限位移角,展现了其良好的耗能能力和变形能力,从而证明了当采用该文提出的新型组合墙时,高强混凝土可以用于其抗震结构中。根据试验结果分析刚度和强度降低的现象,并对所有样本的变形特性进行详细讨论。最后,介绍一种根据截面分析法得到的预测强度的方法,对日常的设计提出一些详细的建议。     

双波纹钢板混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

为研究钢板类型、墙体连接件、轴压比以及剪跨比对双波纹钢板混凝土组合剪力墙抗震性能的影响,设计并完成了15个双钢板混凝土组合剪力墙（13个波纹钢板试件、2个平钢板试件）的拟静力试验,观察了试件的破坏过程,获取了应变分布数据,分析了各变化参数对双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能指标的影响规律。试验结果表明：与横向波纹双钢板混凝土组合剪力墙相比,竖向波纹双钢板混凝土组合剪力墙的承载力更高,承载力及刚度退化更为缓慢,延性更好;在承载力接近的情况下,双波纹钢板混凝土组合剪力墙的延性与耗能均显著优于平钢板的;设置连接件导致双钢板混凝土组合剪力墙的初始刚度降低,使其破坏阶段的承载力退化减缓,且小剪跨比时设置连接件可有效提升双钢板混凝土组合剪力墙的承载力和延性,防止其发生面外破坏;试验中增大轴压比可显著提升双钢板混凝土组合剪力墙的承载力、初始刚度和耗能能力,但双钢板混凝土组合剪力墙的承载力及刚度退化速率增快,延性变差;增大剪跨比将显著降低双钢板混凝土组合剪力墙的承载力和初始刚度,对延性和耗能能力影响并不显著;采用全截面塑性理论进行双波纹钢板混凝土组合剪力墙正截面承载力计算,试验结果与计算值吻合良好。     

双钢板-混凝土组合剪力墙落锤冲击性能研究

基于双钢板-混凝土组合剪力墙的面外落锤冲击试验,采用LS-DYNA软件对其抗冲击性能进行有限元分析。通过与试验结果对比,校验了单元类型、材料本构模型及边界条件等建模方法的可靠性。采用该模型模拟分析了轴向压力、冲击动量和冲击能量对组合剪力墙动力响应的影响。分析结果表明:该有限元模型能有效地模拟双钢板-混凝土组合剪力墙在落锤冲击作用下的动力响应过程;随着轴压比n的增大,冲击力峰值先增后减,试件底部中心点挠度先减后增,说明轴向压力能提高组合剪力墙的抗冲击性能,但不宜大于0.5;冲击能量相同时,不同冲击动量对组合剪力墙的动力响应无显著影响;而冲击动量相同时,不同冲击能量对其动力响应影响显著。     

双钢板混凝土组合剪力墙滞回性能的有限元分析

对双钢板混凝土组合剪力墙进行了3个试件的ABAQUS有限元分析,变化了剪跨比参数,分析结果表明,双钢板混凝土组合剪力墙最后的破坏形态为端柱混凝土压碎和端柱钢板鼓曲;破坏过程可以分为弹性工作阶段、塑性工作阶段和破坏阶段三个阶段;滞回曲线饱满,具有较强的耗能能力;随剪跨比的增加,试件峰值承载力减小。     

双钢板混凝土组合剪力墙研究现状

随着国家经济的发展以及大城市人口数量的不断增长,造成很大的住房压力,超高层建筑越来越引起国家的重视,一旦超高层建筑发生事故,后果将不堪设想。双钢板混凝土组合剪力墙作为一种新型的抗侧力构件,具有较好的抗震性能,在超高层建筑中拥有广阔的前景。文中通过研究材料性质以及连接结构构造,归纳出影响剪力墙抗震性能的因素,指出双钢板混凝土组合剪力墙研究中存在的若干问题,展望研究前景。     

改进钢板-混凝土组合剪力墙结构受力性能分析

钢板-混凝土组合剪力墙由钢框架、内嵌钢板及一侧通过螺栓与之连接的混凝土板组成,其中传统组合剪力墙中混凝土板四边与钢框架直接接触,而改进组合剪力墙中二者之间有一定间距,以避免其在结构侧移较小时发生接触。采用ABAQUS有限元软件分别建立了组合剪力墙的精细有限元模型,研究了其受力性能以及板框相互作用全过程,分析了钢板高厚比对组合剪力墙整体承载力、抗侧刚度以及板框剪力分配等的影响。研究表明:组合剪力墙中混凝土板有效抑制钢板弹性屈曲,钢板主要以剪切屈服承载,对框架柱的附加弯矩较钢板剪力墙明显降低;相比钢板剪力墙,传统组合剪力墙承载力提高25%,抗侧刚度提高10%,混凝土板承载近30%;改进组合剪力墙承载力提高10%,抗侧刚度提高5%,混凝土板基本不承担剪力;随着钢板高厚比的减小,组合剪力墙的承载力与抗侧刚度提高,但两类组合剪力墙之间的差别变小;钢板承载比例不断增大,当钢板过厚时需要防止底层框架过早屈服。     

BFRP-钢板-混凝土组合双连梁抗震性能试验研究

为研究新型BFRP-钢板-混凝土组合双连梁的受力性能和破坏机理,完成了1个普通钢筋混凝土单连梁、1个普通钢筋混凝土双连梁、1个内置钢板的钢筋混凝土双连梁、1个外包BFRP布的钢板-混凝土组合双连梁的低周往复加载试验,研究了不同连梁型式和外包BFRP布对其抗震性能的影响,分析了各试件的破坏形态、破坏特征、承载能力、变形能力和耗能能力等,并利用数字图像相关（DIC）测试技术分析了BFRP布应变随位移和时间变化的分布规律。结果表明：内置钢板和包裹BFRP布后的双连梁其延性、耗能和承载力均有显著的提升;钢板的加入显著提高了普通钢筋混凝土双连梁的承载能力和耗能能力,包裹BFRP布有效地提升了钢板-混凝土组合双连梁的持荷能力,BFRP布能较好地抑制混凝土裂缝的开展以及延缓混凝土的破坏速度。     

新型双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能有限元分析研究

针对栓肋混合拉接的新型双钢板混凝土组合剪力墙的抗震性能进行了有限元分析。该剪力墙面层钢板间通过肋板及栓钉连接,中间填充混凝土。基于ABAQUS有限元分析软件建立了该剪力墙的精细化有限元模型。详细研究了钢板厚度与是否布置抗剪栓钉对该剪力墙在水平低周往复荷载作用下的滞回性能的影响。结果表明:新型双钢板混凝土组合剪力墙滞回曲线饱满,没有捏缩现象发生,整体构件抗震性能良好,具有较好的延性。钢板厚度的增加使截面含钢量提高,承载力和刚度明显提升,耗能能力增强;布置抗剪栓钉提高了试件加载后期的强度,延缓了试件在破坏阶段承载力下降过程的出现,提高了延性。     

BFRP-钢板-混凝土组合双连梁抗震性能试验研究

为研究BFRP-钢板-混凝土组合双连梁的受力性能和破坏机理,完成了1个普通钢筋混凝土单连梁、1个普通钢筋混凝土双连梁、1个内置钢板的钢筋混凝土双连梁、1个外包BFRP布的钢板-混凝土组合双连梁的低周往复加载试验,研究了不同连梁形式和外包BFRP布对其抗震性能的影响,分析了各连梁的破坏形态、破坏特征、承载能力、变形能力和耗能能力等,并利用数字图像相关（DIC）测试技术分析了BFRP布应变随位移和时间变化的分布规律。结果表明：内置钢板和包裹BFRP布后,双连梁的延性、耗能和承载力均有显著提高;内置钢板显著提高了普通钢筋混凝土双连梁的承载能力和耗能能力,包裹BFRP布有效地提高了钢板-混凝土组合双连梁的持荷能力,BFRP布能较好地抑制混凝土裂缝的开展以及延缓混凝土的破坏速度。DIC测试技术能够较好地测定连梁外包BFRP布的变形以及应变变化,BFRP布在靠近梁墙交界处所受的力较大。     

钢板混凝土组合剪力墙抗震性能研究

目前国内对钢板混凝土组合剪力墙结构体系的研究较少,在实际结构中基本不采用,而国外在此领域已有相当的研究。总结国外的研究成果来给我国钢骨混凝土剪力墙结构体系的研究提供借鉴。分析了钢板混凝土组合剪力墙的结构特点和抗震性能特点,总结了国外对此剪力墙的抗震性能研究现状,并解释了美国抗震规范(AISC,1997)对此剪力墙抗震设计的规定。