框支墙梁的低周反复荷载试验及抗震承载力计算

给出 8个框支墙梁在水平低周反复荷载作用下的试验结果 ,讨论其受力性能和破坏形态、变形性能和滞回延性、抗震性能与组合作用。在试验基础上提出墙梁墙体受剪承载力公式 ,通过有限元分析给出框支墙梁托梁和框支柱内力和承载力计算公式 ,均与试验符合良好。基于试验研究和有限元分析 ,提出框支墙梁抗震设计建议。     

框支墙梁的试验研究、有限元分析和承载力计算

通过框支墙梁在竖向荷载作用下的试验内力分析 ,认定有限元分析结果总体上与试验符合。分别进行单跨和 2～ 4跨框支墙梁的有限元分析 ,摸清其内力和应力分布 ,给出托梁和框支柱内力近似计算公式。在试验研究和有限元分析的基础上提出框支墙梁承载力计算建议 ,给出计算实例并与其他设计方法进行比较     

防火板保护双跨框支墙梁受火性能研究

采用ABAQUS分别对托梁有无防火保护的双跨框支墙梁砌体结构的底框进行了受火数值分析,对二者的温度场、耐火极限、托梁变形、转换柱内力和托梁端部受弯载荷比进行研究。结果表明:框支托梁是框支墙梁转换层耐火极限的关键构件;框支托梁达到承载力的耐火极限时,两跨框支托梁的挠度与跨度比相等;托梁进行防火板保护后,转换层转换柱底部反向弯矩增幅较大,转换柱配筋较小时,需对其进行受弯承载力验算;随着梁端受弯载荷比的增加,框支墙梁砌体结构的两种耐火极限急剧减小,墙梁顶面荷载的大小是其耐火极限的重要影响因素之一。     

填充抗震墙或带框钢支撑加固框架结构设计方法

在试验研究的基础上,就采用填充抗震墙或带框钢支撑加固含有薄弱层的RC框架的实用抗震验算方法问题,提出了采用改进的楼层综合抗震能力指数的方法,并给出了楼层受剪承载力的计算公式。按本文方法计算的楼层综合抗震能力指数、楼层受剪承载力与模型试验及有限元分析的结果相吻合。还给出了填充抗震墙、带框钢支撑与原有框架构件连接构造示意,使两项加固技术进入了实用设计阶段。     

底部一层框架上部无洞组合墙结构受力性能的试验研究

通过对一榀1/2比例底部一层两跨框架、上部三层钢筋砼-砖砌作横向组合墙结构的模型伪静力试验,研究了底框架、组合墙和框墙梁在竖向荷载或/和水平地震力同时作用下的破坏过程和机理、抗震性能及框支组合墙变形、承载力等问题.     

双跨框支墙梁的抗火性能研究

采用大型通用非线性有限元软件ABAQUS6.14对双跨框支墙梁砌体结构的底框进行了受火数值分析,对其底部砌体墙荷载分布、托梁端部剪力、跨中轴力及受力机理进行研究。数值计算结果表明,达到承载力耐火极限时,考虑墙梁组合作用的托梁剪力系数均大于《砌体结构设计规范》(GB 50003—2011)中的值,且中间支座处两端的托梁剪力大小基本相等;在火灾温度场作用下,托梁轴力由拉到压再到拉的受力过程,达到承载力耐火极限时,托梁跨中轴拉力约为初始受火的二分之一。根据框支墙梁砌体结构的破坏机理,提出采用托梁跨中挠度-受火时间曲线判定墙梁组合受力的耐火极限,边转换柱端部侧向位移-受火时间曲线判定框支托梁承载力的耐火极限。     

如何进行墙梁的计算(三)

前两讲已介绍了简支单跨墙梁的计算,而实际工作中,框支墙梁和多跨连续墙梁采用得颇多。下面对这两种墙梁的计算方法也加以介绍,以满足读者的要求。 一、框支墙梁计算 框支墙梁是由钢筋混凝土框架和支承在框架上的计算高度范围内的墙体所组成的组合构件。框支墙梁的受力特点和破坏与简支墙梁有一些相似之处。为使计算简化,《砌体结构设计规范》(GBJ3—88)规定,对底层为框架支承的单跨墙梁可按简支墙梁的计算方法进行框架梁和墙体的承载     

框支连续墙梁抗震试验与分析

做了三榀两跨框支墙梁1/2比例模型试验;对模型在竖向及反复水平荷载作用下的破坏过程、破坏机理和水平承载力等进行了分析;根据试验与分析结果,论述了这种结构的抗震性能.     

框支连续墙梁抗震性能研究及设计计算

通过对七榀１／２比例两跨框支墙梁的模型试验，对试验模型在竖向及反复水平荷载作用下的破坏机理、水平承载力和变形性能等进行了分析，提出了墙梁水平承载力和侧向刚度的计算公式以及墙梁的抗震设计建议。     

TOD全框支剪力墙结构设计若干难点热点问题探讨

根据对TOD全框支剪力墙结构设计的若干实践,提出该种结构体系的特点、难点和热点,包括楼层刚度比、受剪承载力比、柱与剪力墙的本质特征与角色变换、与"鸡腿式"结构的区别、框支柱顶屈服对结构安全的影响、车辆段先行设计做法等问题,并对难点热点问题通过推理分析、算例对比、工程实例验证等方法进行了深入探讨。建议采用拉弯或压弯承载力计算TOD全框支剪力墙结构的层间承载力比;《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)附录E中的等效剪切刚度近似公式在某种情形下与实际存在较大偏差;从受力和变形本质特征的角度看,柱与墙常常发生角色变换,无论柱还是墙,其本身均可用杆单元或墙单元模拟,但需注意单元无几何尺寸方向对梁跨度引起的偏差;全框支剪力墙结构在结构形式、承载力和刚度突变的关系及产生原因、抗震能力等方面均不同于"鸡腿式"柔性底框结构;在强震作用下,框支柱顶端可允许先于转换梁屈服;建议以初步建筑方案整体建模计算的构件最大内力和配筋结果为基准,对可能影响范围的车辆段结构进行设计。     

混凝土空心砌块填充墙RC框架抗震性能试验研究

通过对4榀单层单跨填充墙RC框架试件在水平低周往复荷载作用下的抗震性能试验,研究了填充墙砌块类型及高宽比对框架结构抗震性能的影响,对试件的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚度退化、强度退化和耗能性能等进行了分析。试验结果表明：框架柱和填充墙的受剪承载力之比是影响结构破坏形态的重要因素,满足“强框架,弱填充墙”要求的4个试件均发生梁柱端塑性铰破坏,具有良好的抗倒塌性能;填充墙的存在影响了结构的滞回性能,提高了框架结构的抗侧刚度、水平承载力和滞回耗能能力;在相同位移幅值下,混凝土空心砌块填充墙的破坏程度比实心黏土砖填充墙的严重,存在一定的安全隐患。     

考虑全填充墙作用的钢筋混凝土框架抗连续倒塌性能分析

为探究钢筋混凝土(RC)全填充墙框架在边中柱失效情况下的抗连续倒塌性能及其承载力计算方法,基于已有试验和有限元程序OpenSees建立宏观有限元数值模型展开研究。数值模型中的梁柱采用基于力的纤维梁单元模拟,填充墙则转化为等效斜撑并用桁架单元进行表征。填充墙宏观模型涉及等效斜撑的宽度、数量和相应材料属性的确定,为此对比了不同等效斜撑模型的适用性,确定了一种连续倒塌工况下全填充墙的宏观模拟方案。进而利用验证的数值模型,揭示全填充墙框架防倒塌的荷载传递机制,并研究了层数和填充墙砌体抗压强度对抗倒塌性能的影响。结果表明：全填充墙框架荷载主要通过墙体对角传递且全填充墙会与周围框架形成一种桁架机制;随填充墙砌体抗压强度降低,结构抗力峰值呈下降趋势。最后,以填充墙和周边框架竖向承载刚度比为基本参数,建立了通过求得填充墙和框架刚度以及纯框架理论弯曲承载力,便可快速评估规则RC填充墙框架防倒塌能力的回归模型。     

钢骨混凝土柱-钢梁组合框架非线性有限元分析

为了对钢骨混凝土组合框架结构的抗震性能进行深入研究,基于钢骨混凝土柱-钢梁组合框架低周反复荷载试验结果,采用OpenSees有限元程序对组合框架进行了非线性有限元分析,计算结果与试验结果吻合较好,表明本文所采用的材料本构关系及有限元分析模型能准确反映组合框架结构的受力性能。在此基础上研究了轴压力系数、混凝土强度等级、含钢率等对钢骨混凝土组合框架抗震性能的影响。     

T形钢管混凝土异形柱——钢梁框架节点性能研究

本文通过低周反复加载试验对2个T形带加劲肋柱贯通式钢管混凝土异形柱与钢梁框架节点进行了试验研究,研究了不同肢高肢厚比情况下节点的滞回性能、强度及延性、破坏特征等特性.试验结果表明,钢管混凝土异形柱与钢梁框架节点滞回环饱满、耗能能力较好,强度和延性较高,抗震性能较好.试验结果能够为这种新型结构形式在实际工程中的应用提供指...     

预制RC框架内嵌带竖缝剪力墙结构抗震性能研究

为研究预制钢筋混凝土框架内嵌带竖缝剪力墙(PRCFW)结构的抗震性能,对2个单跨两层、缩尺比为1∶2的PRCFW试件进行了拟静力试验研究。考察了PRCFW结构的变形和延性、滞回耗能能力、承载力及刚度退化等性能,分析了框架与内填墙之间的抗剪连接件对结构整体性能的影响。试验结果表明：在加载过程中,设计的抗剪连接件性能可靠,未发生疲劳剪断或锚固破坏;内填墙设置竖缝对PRCFW结构的初期刚度影响较小;进入屈服段后,预制竖缝阻碍了斜裂缝的发展和贯通,缝间墙段以弯曲变形为主,承载力和刚度退化缓慢,使结构整体具有良好的延性和耗能能力。不同轴压比下的框架柱和现浇节点基本完好,破坏主要发生在内填墙和梁端。结合试验和分析结果,提出了PRCFW结构在工程设计时的若干补充计算及构造措施建议。     

Shear strength of the connection between a steel coupling beam and a reinforced concrete shear wall in a hybrid wall system

No specific guidelines are available for computing the shear strength of the connection between a steel coupling beam and a reinforced concrete shear wall in a hybrid wall system. There were carried out analytical and experimental studies on the connection between a steel coupling beam and a concrete shear wall in a hybrid wall system. The bearing stress at failure in the concrete below the embedded steel coupling beam section is related to the concrete compressive strength and the ratio of the width of the embedded steel coupling beam section to the thickness of the shear walls. Experiments were carried out to determine the factors influencing the shear strength of the connection between a steel coupling beam and a reinforced concrete shear wall. The test variables included the reinforcement details that confer a ductile behaviour in the connection between a steel coupling beam and a shear wall, i.e., the auxiliary stud bolts attached to the steel beam flanges and the transverse ties at the top and the bottom steel beam flanges. In addition, additional test were conducted to verify the strength equations of the connection between a steel coupling beam and a reinforced concrete shear wall. The proposed equations in this study were in good agreement with both our test results and other test data from the literature.     

填充正交胶合木剪力墙板的胶合木框架抗震性能试验研究

为研究胶合木框架及其填充正交胶合木(CLT)剪力墙板后结构的抗震性能,按照1∶1.5的缩尺比,设计并制作了1个单层单跨胶合木纯框架试件和4个具有不同设计参数的单层单跨胶合木框架-CLT剪力墙板试件,对其进行低周往复加载试验,得到了5个试件的破坏形态、荷载-位移滞回特性、刚度退化、耗能和变形能力等抗震性能指标,分析了胶合木框架与CLT剪力墙板的抗侧协同工作机理。结果表明：胶合木纯框架侧向变形较大,节点区出现明显的剪切裂缝,梁端节点破坏程度明显大于柱脚节点。填充CLT剪力墙板后胶合木框架的抗侧承载力得到较大幅度提高,框架节点的破坏程度得到显著改善,结构的耗能能力明显增强;CLT剪力墙板中开设的洞口类型及尺寸对其破坏方式和破坏程度产生影响。增设门洞、窗洞和无洞口CLT剪力墙板试件较纯框架试件的弹性抗侧刚度分别提高966%、1 147%和1 310%;随着CLT剪力墙板跨高比的增加,试件的承载能力和刚度均有一定的提升。填充CLT剪力墙板后胶合木框架的弹塑性层间位移角介于0.028～0.044;从加载开始至试件破坏,CLT剪力墙板承担的侧向荷载超过50%。     

型钢高强高性能混凝土框架拟动力试验研究

采用基于位移控制的多点地震记录输入的拟动力试验方法,进行了一榀1/4比例的两跨3层型钢高强高性能混凝土框架拟动力试验。研究了地震作用下该结构的动力反应、层间位移和楼层耗能的分布方式、结构破坏机理及裂缝形态,测试了结构在不同阶段的频率与阻尼比。试验结果显示型钢高强高性能混凝土框架具有良好的耗能能力和变形能力,框架实现了较为理想的梁铰屈服机制,楼层变形呈倒三角形分布,结构阻尼比略低于普通型钢混凝土框架结构的阻尼比。最后,基于考虑损伤退化的型钢高强高性能混凝土框架滞回模型对试验模型进行了弹塑性时程分析,并分析了计算与试验结果产生差异的原因。     

Experimental study on seismic performance of glued-laminated timber frame infilled with CLT shear wall

为研究胶合木框架及其填充正交胶合木（CLT）剪力墙板后结构的抗震性能，按照1∶1.5的缩尺比，设计并制作了1个单层单跨胶合木纯框架试件和4个具有不同设计参数的单层单跨胶合木框架-CLT剪力墙板试件，对其进行低周往复加载试验，得到了5个试件的破坏形态、荷载-位移滞回特性、刚度退化、耗能和变形能力等抗震性能指标，分析了胶合木框架与CLT剪力墙板的抗侧协同工作机理。结果表明：胶合木纯框架侧向变形较大，节点区出现明显的剪切裂缝，梁端节点破坏程度明显大于柱脚节点。填充CLT剪力墙板后胶合木框架的抗侧承载力得到较大幅度提高，框架节点的破坏程度得到显著改善,结构的耗能能力明显增强；CLT剪力墙板中开设的洞口类型及尺寸对其破坏方式和破坏程度产生影响。增设门洞、窗洞和无洞口CLT剪力墙板试件较纯框架试件的弹性抗侧刚度分别提高966%、1147%和1310%；随着CLT剪力墙板跨高比的增加，试件的承载能力和刚度均有一定的提升。填充CLT剪力墙板后胶合木框架的弹塑性层间位移角介于0.028~0.044；从加载开始至试件破坏，CLT剪力墙板承担的侧向荷载超过50%。     

考虑弯剪耦合作用的RC剪力墙拟静力试验研究

剪力墙结构在水平地震作用下受力与框架柱有很大的不同,无反弯点,弯矩与剪力的耦合作用贯穿整个墙体。为了探究弯矩和轴压比对剪力墙破坏的影响,取某11层高层建筑的底部两层剪力墙,按照1:2缩尺,设计了三个两层剪力墙试件并进行低周往复加载拟静力试验。与传统拟静力试验相比,该试验竖直方向加载通过两个作动器实现弯矩与水平剪力保持固定比例关系。试验结果表明,考虑弯剪耦合作用、轴压比为0.25的试件SW1破坏时有大量水平裂缝及斜裂缝,试件最终发生弯曲破坏型侧向倒塌。考虑弯剪耦合作用、轴压比为0.5的试件SW2破坏时为贯通水平裂缝,试件最终发生脆性竖向倒塌。不考虑弯矩作用、轴压比为0.25试件SW3破坏时有大量斜裂缝,试件最终发生弯剪破坏型侧向倒塌。该文对其破坏形态、滞回特性、变形能力、耗能能力、截面应变等进行了研究,研究结果表明弯矩作用对剪力墙的破坏模式以及屈服、峰值、极限荷载、延性等参数都有重大影响,建议剪力墙在分析和设计中应考虑弯剪耦合作用。