钢筋混凝土剪力墙变形性能指标试验研究

为研究矩形截面钢筋混凝土剪力墙变形指标,根据GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》设计了20个剪力墙试件进行低周往复荷载试验,研究不同剪跨比、试验轴压比、边缘构件纵筋配筋率对矩形截面剪力墙破坏形态、滞回性能、变形能力的影响。试验结果表明：随着剪跨比减小,剪力墙的破坏形态由弯曲破坏转向剪切破坏;随着试验轴压比增大,剪力墙的延性降低;随着边缘构件纵筋配筋率提高,弯曲破坏剪力墙延性提高,弯剪破坏与剪切破坏剪力墙延性降低。根据试验结果,建立了构件变形-构件损坏程度-构件承载能力的关系,提出了基于骨架曲线和破坏现象两种性能状态划分方法,得到剪力墙的变形性能指标,并将两种方法的结果进行对比,结果表明两者较为吻合,验证了基于骨架曲线划分性能状态方法的合理性与有效性。     

中美规范RC剪力墙承载力和变形能力对比北大核心CSCD

为研究中美规范关于RC剪力墙设计方法的差异,对比了中美规范RC剪力墙约束边缘构件的相关规定,通过一字形截面RC剪力墙算例,对比分析了剪力墙的承载力和变形性能。对比结果表明,当其他条件相同时,美国规范剪力墙的约束边缘构件长度和体积配箍率均大于中国规范,两国规范剪力墙的正截面承载力均随着墙肢长度的增大而提高,且美国规范剪力墙的提高幅度大于中国规范。随着轴压比的增大,中国规范剪力墙的抗剪承载力逐渐提高,但美国规范剪力墙不变。利用纤维截面分析程序XTRACT对分别按中美规范设计的一字形剪力墙截面进行分析,结果表明,墙肢长度不变时,美国规范剪力墙的曲率延性高于中国规范。整体而言,按美国规范设计的剪力墙弹塑性变形能力更好。     

带方钢管混凝土端柱隔板连接双钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

对5个带CFST端柱的隔板连接的双钢板-混凝土组合剪力墙进行了恒定轴压条件下的侧向循环加载试验,考虑了截面高厚比(6.0和8.0)、端柱形式、设计轴压比(0.45和0.60)、剪跨比(1.5和2.0)等参数,研究了该类组合剪力墙延性、承载力、刚度和承载力退化、耗能能力、截面弯矩-曲率关系、剪力-剪切角关系以及腹侧腔室钢板等效应变的变化规律等。研究结果表明：组合剪力墙发生了典型的压-弯破坏;墙体受力过程中经历了钢板的屈服和屈曲及混凝土的压溃等破坏;墙体的滞回曲线饱满;墙体的极限侧移角介于2.3%~4.5%之间,位移延性系数介于3.05~4.45之间,具有良好的变形能力;增加截面高厚比,加强端柱构造,减小剪跨比,墙体的承载力和延性均得到提高;轴压比增大对墙体的承载力和延性有不利影响;组合剪力墙受力过程中的剪切变形呈非线性变化的特点,不应忽略;组合剪力墙的变形未局限于墙体固定端以上的有限范围内,而是在墙体高度方向有较为充分的发展,这是墙体变形能力较好的原因之一。     

反复荷载作用下纤维增强复材筋-钢筋混凝土剪力墙的抗震性能

剪力墙是高层和超高层建筑物的主要抗侧力构件,对建筑结构的抗震性能至关重要。采用ABAQUS有限元分析软件对7个轴压比分别为0.2、0.3和0.4的纤维增强复材(FRP)筋-钢筋混凝土剪力墙进行反复荷载作用下的拟静力分析,研究轴压比和FRP筋力学性能对剪力墙的滞回性能、骨架曲线、抗震性能和残余变形等的影响,对剪力墙的损伤分布特征进行了对比分析。结果表明:剪力墙边缘构件配置FRP纵筋能够有效控制混凝土剪力墙的残余变形,改善剪力墙的延性,促进筋材与混凝土的共同工作,采用的FRP筋强度和弹性模量越高,效果越明显,但墙体的耗能能力有所降低;随着轴压比的增加,配有FRP筋的剪力墙的极限承载力逐渐增大,极限承载力对应的位移减小,墙体延性降低,墙体残余变形逐渐增大,且当轴压比小于0.3时,轴压比对墙体残余变形的不利影响较小,轴压比大于0.3时,轴压比对墙体残余变形的不利影响急剧增加。     

陶粒砼剪力墙的试验研究

本文介绍8片陶粒砼剪力墙试件与4片普通砼剪力墙试件的对比试验研究结果,讨论了在低周反复荷载下单肢剪力墙的破坏形态、变形能力、构件延性,斜截面抗剪强度及水平和竖向分布钢筋的配筋构造等,证实了在低轴压比下的陶粒砼剪力墙可以满足延性要求,最后对轻砼剪力墙斜截面承载力计算与其配筋构造提出了一些设计建议。     

型钢混凝土T形截面剪力墙抗震性能试验研究

为研究型钢混凝土T形截面剪力墙的抗震性能,对3个剪跨比为2.2的T形截面剪力墙进行了拟静力试验。通过改变试件的轴压比,研究其在水平往复荷载作用下的破坏机理、滞回性能、延性以及耗能能力等。试验结果表明：T形截面剪力墙的破坏形态为无翼墙腹板端约束边缘构件底部混凝土被压碎的受弯破坏;剪力墙的滞回曲线饱满,没有明显的捏缩现象,具有良好的耗能能力;位移延性系数在2.3~4.1之间,且随轴压比的增加,剪力墙变形能力降低;在水平正负向加载时T形剪力墙刚度、承载力及延性呈非对称,翼缘受拉相对翼缘受压时承载力高,刚度大,延性小,需合理设计腹板无翼缘侧约束边缘构件,防止其受压时提早破坏。     

基于双参数非线性组合的钢筋混凝土剪力墙损伤模型研究

为了研究钢筋混凝土剪力墙的损伤演化规律,提出了一种双参数非线性组合的损伤模型。模型采用位移项和累积耗能项进行非线性组合,可以考虑两者在整个地震过程中对损伤贡献的动态变化;另外,采用不可恢复变形计算位移项引起的损伤,解决了上下界不收敛问题。选用多组剪力墙构件试验数据并结合有限元程序来确定损伤模型中的组合系数,进而将提出的模型用于剪力墙构件往复加载及增量动力分析的损伤计算中,验证了其合理性和可靠性。最后,利用该模型分别进行了不同高宽比、边缘配箍率和轴压比剪力墙构件的损伤演化计算。通过分析发现,增大剪力墙高宽比会使构件较早进入屈服阶段,但会表现出较好的延性,增加剪力墙边缘配箍率会显著减缓损伤的发展,但建议控制在一定的合理范围,增大试件的轴压比会降低延性,使损伤发展加快。     

钢筋混凝土短肢剪力墙抗震性能试验研究

采用1∶2缩尺模型,设计了6个T形短肢剪力墙试件和6个L形短肢剪力墙试件,以及2个T形普通剪力墙试件。通过低周反复加载试验,研究钢筋混凝土短肢剪力墙构件的抗震性能,并与普通剪力墙进行对比。观测了短肢剪力墙受力-变形-损伤-裂缝-屈服-破坏的全过程;分析了短肢剪力墙的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、位移延性及截面变形规律等。研究表明：T形和L形短肢剪力墙试件在水平荷载作用下,强度和刚度退化曲线呈明显的非对称特点;在开裂之后刚度退化较快;在退化过程中刚度退化速度减缓不明显,后期的刚度退化也不趋于稳定; 大偏心破坏范围内,增大轴压比可以提高试件的承载力;延性并不随轴压比一致变化,控制轴压比试件延性才能发挥到最好,减小剪跨比可增大试件延性;翼缘侧受压时的顶点位移比腹板侧受压时的要小;剪力滞后现象比较显著;破坏的主要形式为弯剪破坏;截面积相同时,T形截面比L形截面短肢剪力墙试件的承载力大,抗震性能优良;高厚比为6.5的T形短肢剪力墙试件相比其它高厚比的短肢剪力墙试件综合性能更佳。     

装配式型钢骨架轻质混凝土组合剪力墙抗震性能研究

为研究装配式型钢骨架轻质混凝土组合剪力墙抗震性能,对型钢骨架轻质混凝土组合剪力墙进行了低周反复荷载试验研究。试验结果表明,剪力墙经历了整截面墙受力到墙柱组合体受力的过程,表现出较强的耗能能力和良好的延性,可避免发生脆性破坏。利用有限元分析软件ABAQUS建立了试件数值模型,模拟结果与试验吻合较好。在此基础上,对轴压比由0到0.8的9组组合剪力墙进行了单调加载分析,分析表明,随着轴压比的增加,组合剪力墙抗剪承载力呈现出先增大后减小的趋势,破坏形态逐渐由压弯破坏变为剪切破坏,延性逐渐降低,变形能力变差。     

复合配筋混凝土剪力墙抗震性能数值分析

通过给暗柱配置预应力钢绞线，墙身配置普通钢筋的复合配筋方式设计了3面复合配筋预应力钢绞线剪力墙，并设计了1面普通钢筋混凝土剪力墙进行对比。基于Diana有限元分析软件对两种墙体进行了拟静力分析，对比研究了暗柱不同配筋形式及轴压比对剪力墙滞回性能、承载性能、变形性能、刚度退化、耗能能力及裂缝开展的影响。结果表明：与普通钢筋混凝土剪力墙相比，复合配筋预应力钢绞线剪力墙可以有效地提高构件的承载性能，并抑制裂缝的开展；随着轴压比的增大，构件承载力有所提升，但延性显著下降。     

纤维增强混凝土剪力墙抗震性能试验研究与理论分析

为根本改善混凝土基体的脆性,提高混凝土剪力墙的抗震性能和损伤容限,设计制作6个局部纤维增强混凝土（FRC）剪力墙试件,在试件变形关键部位采用FRC替代普通混凝土,并考虑高轴压比下剪力墙受压钢筋屈曲和受拉纵筋应力集中的问题,在塑性铰区纵向钢筋上设置钢套管,以改善受力钢筋的稳定性和变形性能。通过对悬臂剪力墙试件的拟静力试验,研究此类剪力墙的破坏现象、受力机理和滞回特性,探讨轴压比、FRC区高度、纵筋强度和钢套管长度等因素对墙体变形能力及耗能能力的影响。研究表明,与普通混凝土剪力墙试件相比,塑性铰区采用FRC的剪力墙试件具有较高的损伤容限和变形能力;提高钢筋强度和延性以及在纵筋上设置钢套管,对其抗震性能和耗能能力均具有明显的改善作用。     

钢管混凝土边框钢纤维混凝土中高剪力墙受弯承载力计算方法

为改善中高剪力墙的抗震性能,提出钢管混凝土边框钢纤维混凝土剪力墙.通过8个剪跨比为1.5的钢管混凝土边框钢纤维混凝土中高剪力墙和1个剪跨比为1.5的钢管混凝土边框混凝土中高剪力墙的低周反复加载试验,研究钢管混凝土边框钢纤维混凝土中高剪力墙的受力机理及破坏模式,分析钢纤维体积率、钢纤维掺加高度、混凝土强度和轴压比对其抗震...     

钢筋混凝土双肢剪力墙非线性静力有限元分析

利用有限元软件ABAQUS中的混凝土损伤塑性模型,采用分离式方法建立有限元模型,对钢筋混凝土双肢剪力墙进行了非线性分析;在与试验结果进行对比分析的基础上,选取了用于钢筋混凝土剪力墙非线性有限元分析的材料破坏准则和本构关系进行建模;通过数值计算,分析了轴压比、墙连梁跨高比、墙分布钢筋配筋率、边缘构件配筋率对钢筋混凝土双肢剪力墙的承载能力、延性、破坏形态等的影响。结果表明:轴压比、分布钢筋配筋率和连梁跨高比对钢筋混凝土双肢剪力墙的受力性能影响较为明显;边缘约束构件配筋率对墙体的影响较小。     

低轴压比下自保温无砂浆配筋砌体剪力墙抗震性能

提出了一种自保温无砂浆配筋砌块砌体剪力墙,解决了传统砌体剪力墙砌筑需要砂浆砌筑和需要做内墙或外墙保温层实现墙体保温的问题。通过3片不同轴压比试件的低周反复荷载试验,研究了不同轴压比下该墙体的抗震性能和破坏机理,以及轴压比对墙体的破坏形态、滞回曲线、承载力、延性、刚度、耗能性能的影响;根据试验现象及分析结果对墙体的施工和设计提出了建议。结果表明:墙体破坏形态与传统配筋砌体剪力墙基本相似,破坏区域主要集中在墙底4皮砌块范围内,墙体在破坏时能够保持较好的整体性;随轴压比增大,墙体承载力增大,破坏模式由弯曲破坏逐渐变为弯剪破坏;墙体承载力试验值与规范计算值吻合较好。     

Cyclic loading test of T‐shaped mid‐rise shear wall

Shear wall systems are the most commonly used lateral load resisting systems in high‐rise buildings. Six 1:2 scale mid‐rise T‐shaped reinforced concrete shear wall specimens with aspect ratio of 1.75, 2.15 and 2.80 were respectively tested under reversed cyclic loading. The seismic behavior and displacement ductility were investigated. The effects of aspect ratio, axial load level and transverse steel ratio on the seismic behavior and displacement ductility were also analyzed. Test results were discussed and compared with T‐shaped steel–concrete composite shear wall. Results mainly showed that the T‐shaped shear wall specimens mainly presented bending–shear failure mode and were all destroyed because of the concrete crushing at the web (negative direction) and the longitudinal reinforcement of the web reaching the limited deformation (positive direction), showing that the web was the weakest part of T‐shape shear wall. The ductility of the specimens was decreased, and the ultimate load‐bearing capacity was increased by increasing the axial load. To specimens with smaller aspect ratio and higher axial load ratio, the special transverse steel ratio of the web should be increased to improve the crushing strain of the confined concrete of the web in order to satisfy the ductility of the walls. The seismic performance was obviously improved in the T‐shaped steel–concrete shear wall compared with that of the T‐shaped reinforced concrete shear wall. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

锈蚀低矮钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

模拟近海大气环境对5榀不同设计参数的低矮RC剪力墙试件进行加速锈蚀试验，达到预期锈蚀目标后，对锈蚀试件进行拟静力试验，旨在研究不同水平分布筋间距和不同暗柱纵筋直径对锈蚀低矮RC剪力墙承载力、变形能力及剪切滞回特性等抗震性能的影响。结果表明:沿暗柱纵筋的锈胀裂缝较沿水平分布筋和暗柱箍筋的宽，而水平分布筋和暗柱箍筋的锈蚀率则比暗柱纵筋的大；随着水平分布筋间距的减小，锈蚀试件剪切破坏程度降低，剪切变形减小，而试件承载力、延性和耗能分别有不同程度的提高，其中以延性提高幅度最大；随着暗柱纵筋直径的增大，锈蚀试件受弯能力得到较大提升，剪切破坏程度增加，剪切变形增大，试件承载力、延性和耗能亦分别有不同程度的提高，其中承载力提高最多，延性和耗能提高相对较少。     

Experimental study on seismic behavior of double-skin corrugated plates and concrete composite shear wall

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。     

钢板混凝土组合剪力墙轴压比影响研究

钢板混凝土组合剪力墙的抗震性能与轴压比关系密切。采用Marc有限元软件对不同轴压比的钢板混凝土组合剪力墙进行了弹塑性分析,以考察轴压比对钢板混凝土组合剪力墙的抗侧刚度、滞回性能、耗能能力、变形能力以及承载力的影响,并对其分析模型进行了试验验证。研究结果表明：钢板混凝土组合剪力墙正截面承载力随轴压比变化,当轴压比为0.4时,承载力达到最大值;当轴压比在0.2～0.4范围时,钢板混凝土组合剪力墙变形能力最大,耗能能力最强;当轴压比超过0.6时,其变形能力下降,延性减小,耗能能力减弱;轴压比对钢板混凝土组合剪力墙的初始刚度有一定影响,伴随着往复加载,墙体抗侧刚度不断减小。研究中为了验证有限元分析结果的可靠性,进行了钢板混凝土组合剪力墙压弯受力缩尺模型试验。有限元数值模拟结果与缩尺模型试验结果比较接近,而按照JGJ 138-2012《组合结构设计规范》（报批稿）和纤维模型计算得到的钢板混凝土组合剪力墙正截面承载力偏于保守。为了保证钢板混凝土组合剪力墙良好的抗震性能,在实际工程中构件的轴压比设计值不宜过高。