小径木组合墙骨剪力墙力学性能试验研究

提出一种机械连接小径木组合墙骨,并通过试验验证其用于轻型木框架剪力墙的可行性.进行了24片东北落叶松小径木组合墙骨剪力墙的抗侧性能试验,包括12片单调加载试验及12片低周往复加载试验,考查了小径木组合墙骨剪力墙的破坏模式、抗剪强度、割线刚度、极限位移、延性、抗力衰减系数等指标,并探究端墙骨及覆面板用材种类对墙体性能的影...     

木框架剪力墙受力性能的试验研究

木框架剪力墙是轻型木结构抵抗侧向荷载的重要构件,研究木框架剪力墙的抗侧力性能是研究轻型木结构抗侧力性能的关键。木框架剪力墙抗侧力性能试验研究时,与顶梁板相连的荷载传递梁刚度对木框架剪力墙的抗侧力性能以及破坏模式有直接影响,当木框架剪力墙墙端以及墙中洞口边未采用墙端锚栓时,这种影响更甚。本文采用荷载铰接传递梁、连续刚性荷载传递梁以及一种新型、位于顶梁板侧边的荷载传递梁对三片不同类型的足尺木框架剪力墙进行了单向、反复加载试验研究,其中一片为无洞口剪力墙、一片开门洞剪力墙、一片开窗洞剪力墙,重点研究其破坏形态、抗剪强度、极限位移、弹性抗侧刚度,并对三种荷载传递梁木框架剪力墙抗侧力试验结果进行了分析。     

轻型木结构剪力墙抗侧性能研究综述

介绍了轻型木结构房屋的特点,从轻型木结构剪力墙的构造形式出发,分析了影响剪力墙性能的因素,并采用ABAQUS有限元软件,模拟预测了剪力墙的抗侧性能,为轻型木结构剪力墙的研究提供了理论依据。     

不同构造木、冷弯薄壁C型钢组合框架剪力墙受力性能的试验研究

由木规格材作为顶梁板和底梁板的冷弯薄壁型钢木结构是一种新型结构体系。通过对4组不同间距墙骨柱和不同间距自攻螺钉组成的冷弯薄壁型钢木框架组合剪力墙进行单向加载和反复加载试验,得到了该体系墙体的破坏形态、抗剪强度、抗侧刚度、荷载-位移等受力性能。试验结果表明：与标准构造的剪力墙相比,随着墙骨柱和边框架自攻螺钉间距的减小,剪力墙的抗剪强度和抗侧刚度提高;墙骨柱间距不同对剪力墙的影响大于自攻螺钉间距的影响。     

钢板夹心混凝土组合剪力墙试验研究

本文完成了8片钢板夹心混凝土组合剪力墙面内抗震性能试验,研究了钢板夹心混凝土组合剪力墙的承载力、抗震性能及破坏模式,以及剪跨比、含钢率和栓钉间距对其性能的影响。研究表明,剪跨比1.0~1.5的所有试件破坏形态均为压弯破坏;试件滞回曲线比较饱满,极限位移角大于或接近1/100,试件的耗能能力及变形能力均较强;剪跨比小于1.5时,钢板的抗剪能力发挥充分,试件的变形能力较好;含钢率越大,抗侧承载力越高,变形能力相对强;在试验所采用的栓钉间距范围内,栓钉间距对试件承载力、变形、延性性能影响均不明显。基于叠加原理提出了钢板夹心混凝土剪力墙压弯承载力的建议公式,该公式与试验结果吻合较好,并具有适当的安全度。     

钉与硅胶条粘结组合节点木结构剪力墙抗侧性能试验研究

设计了一种硅胶条新型钉节点,并对新型钉节点木剪力墙进行了抗侧性能研究.首先对三组不同类型的钉节点进行单调加载试验,分析了不同类型钉节点的破坏模式、承载能力和变形能力.在钉节点试验的基础上,对2组4面墙体分别进行了单调加载和低周反复加载试验,分析了不同墙体的破坏模式,并通过试验获得了墙体的极限荷载、抗侧刚度、延性系数和耗...     

双层钢板组合剪力墙在异型结构中的应用及研究

提出了一种新型结构体系即内填混凝土组合钢板剪力墙,并分析了混凝土强度等级、内填混凝土板厚度、栓钉间距以及组合剪力墙高跨比对组合剪力墙的抗侧性能的影响,得出相关结论,并成功应用于实际大型异型结构工程中。     

轻型木结构剪力墙有限元分析

剪力墙是轻型木结构中抵抗风荷载、地震作用等水平力的主要构件,其抗侧性能与钉子的规格和间距、覆面板材的铺设方式、尺寸和厚度、是否有横撑及加载方式等众多因素有关。采用有限元软件ABAQUS对有开洞及无开洞的剪力墙进行单向荷载作用下的模拟分析,通过模拟计算结果与试验结果的对比验证有限元程序的有效性,为今后木结构剪力墙的有限元分析提供参考。     

轻型木结构剪力墙有限元软件的分析对比

剪力墙是轻型木结构中重要的抗侧力构件,其抗侧性能受到众多因素影响,例如钉子的规格和间距、覆面板材的铺设方式及尺寸、是否有横撑及加载方式等。由于受到试验设备、经费等方面的限制,很难精确地研究各个影响因素而反复进行试验,因此对剪力墙抗侧性能的深入研究受到一定的限制。采用有限元方法,只要其有效性得到验证,就可以大大节约时间及成本。本文采用有限元软件SAP2000及ABAQUS,以经过试验的剪力墙为例进行单向荷载下的模拟分析,并与试验结果对比,比较两种软件的模拟结果、分析精度和适应性,为今后木结构剪力墙的有限元分析提供参考。     

轻钢龙骨复合墙体层间连接受剪性能试验研究

多层轻钢墙体的层间连接处除抵抗弯矩外,还需要有足够抗侧刚度来有效传递剪力。为了研究轻钢龙骨复合墙体层间连接的受剪性能,共对36个层间连接试件进行了低周往复加载试验,考虑了抗拔螺栓、加劲件、侧向刚性支撑件、X形支撑件、螺钉连接数量和竖向力等不同参数对试件的破坏模式和变形性能的影响。通过试验得到了各类试件的关键点应变、滞回曲线、骨架曲线、受剪承载力及抗侧刚度等,分析了不同的层间连接构造对墙体受剪性能的影响。结果表明：抗拔螺栓和加劲件对轻钢龙骨复合墙体层间连接提供的受剪承载力和抗侧刚度有限;刚性支撑件能够大幅提高轻钢龙骨复合墙体层间连接的受剪承载力和抗侧刚度,特别是刚性支撑高度和梁等高的试件,竖向力会明显增加抗侧刚度;设置X形支撑件也能较显著增加层间连接的抗侧刚度,但竖向力会使抗侧刚度大幅度减小。在试验结果基础上,提出了加劲件、X形支撑件以及刚性支撑件等轻钢龙骨复合墙体层间连接的设计建议。     

复合墙加固框架结构受剪性能试验研究

通过2榀1/2比例预损(空框架和复合墙)和2榀1/2比例加固试件的水平低周反复荷载作用下的受剪性能试验,对比分析各试件的破坏机制、滞回性能、承载能力、变形能力、刚度退化以及耗能能力等,研究复合墙加固受损框架及置换砌块加固受损复合墙的加固效果和抗震性能。试验结果表明：复合墙加固框架承载力、刚度、延性和耗能能力都有所提高,但是变形能力有所下降;填充砌块、混凝土肋格、受损框架之间相互支撑、相互约束,具有很好的协同工作能力;置换砌块加固复合墙在加载初期,墙体的刚度、变形能力有所提高,但达到峰值荷载后下降明显;基于水平薄弱层破坏准则,提出的复合墙加固受损框架结构的抗剪承载力计算公式,其计算值与试验值吻合较好。     

不同构造内置钢板-混凝土组合剪力墙轴压性能试验研究

为研究在高轴压比下内置钢板 混凝土组合剪力墙中钢板与混凝土墙体的协同工作性能,以北京中国尊大厦核心筒剪-力墙为原型,进行了4个1/4缩尺的内置钢板混凝土组合剪力墙轴压性能试验。4个试件的几何尺寸相同,区别在于钢板与混凝土连接构造不同。采用单向重复加载方法,分析了各试件的承载力、刚度退化、应力分布、变形能力等,进行了轴压承载力计算。结果表明：各试件达到极限承载能力时,钢板轴力分担比率在25%~32%之间,内置钢板的抗压能力得到发挥;与无拉结钢筋、无栓钉的试件相比,钢板中部设置长栓钉的试件承载力提高23.6%,轴向变形提高22.6%,刚度退化减缓17.42%,钢板与混凝土协同工作性能好;采用强度叠加理论进行内置钢板-混凝土组合剪力墙轴压承载力计算,试验结果与计算值吻合良好。     

Experimental study on mechanical behavior of shear studs in assembled monolithic steel-concrete composite beam

为研究装配整体式钢-混凝土组合梁中栓钉抗剪连接件的受力性能,设计了10个栓钉抗剪连接件,对其进行推出试验,得到了现浇混凝土板和预制混凝土板中栓钉抗剪连接件在单调和重复荷载作用下的界面剪力-滑移曲线以及破坏形态。结果表明：预制混凝土板中栓钉受剪承载力比现浇混凝土中栓钉受剪承载力略低,均为栓杆剪断和栓钉根部焊缝破坏;重复荷载作用下峰值界面剪力对应的界面滑移明显大于单调荷载作用下峰值界面剪力对应的界面滑移;重复荷载作用下的峰值界面剪力与单调荷载下的峰值界面剪力相当,其界面剪力-滑移曲线基本一致。     

钢板混凝土剪力墙抗剪性能试验研究

完成了2个内嵌钢板混凝土墙试件和3个外包钢板混凝土墙试件在恒定轴压力和往复剪切作用下的拟静力试验,用以研究钢板混凝土剪力墙的抗剪性能。墙试件采用工字形截面,剪跨比为1.2,腹板墙截面含钢率约6%。试验结果表明：试件腹板墙发生剪切破坏;当设计轴压比由0.3提高至0.6时,试件的受剪承载力略有提高,极限位移角减小约20%;在轴压比相同和腹板墙含钢率相近的情况下,外包钢板混凝土墙的变形能力比内嵌钢板混凝土墙大约20%;采用竖向加劲肋-缀条拉结代替栓钉-对拉螺栓连接,外包钢板混凝土墙的受剪承载力差异不大,但变形能力显著增大。对国内外46个钢板混凝土墙试验数据的分析表明,按中国规程 JGJ 3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》计算得到的受剪承载力平均为试验值的78%,计算公式偏于安全;而美国规范AISC 341-10和欧洲规范Eurocode 8的计算公式仅考虑钢板的抗剪贡献,计算值仅为试验值的51%,严重低估了钢板混凝土墙的受剪承载力。对大量剪力墙试验数据的分析表明,钢板混凝土墙的剪切变形能力显著优于钢筋混凝土墙和钢骨混凝土墙。     

混合联肢部分外包组合剪力墙抗震性能试验研究

为满足高层建筑对抗震性能及装配性能的要求,提出一种混合联肢部分外包组合剪力墙结构。通过对一榀三层对称双肢2/3缩尺试件的低周反复加载试验,观测混合联肢部分外包组合剪力墙结构在循环荷载作用下的破坏全过程,分析试件的滞回性能、承载力、延性、刚度退化、耗能能力及连梁转动能力。研究表明:混合联肢部分外包组合剪力墙结构的滞回曲线饱满而稳定,没有明显的捏缩现象,该试件正反向位移延性系数平均值达到3.65,抗震性能及协同工作能力良好;剪切型钢连梁的损伤集中在连梁腹板处,极限塑性转角达到0.05rad;由于墙肢中部区格翼缘的设置,限制墙肢底部混凝土剪切裂缝的发展,剪力墙破坏的主要形式为弯曲破坏;钢连梁及型钢部分外包组合剪力墙均表现出优良延性和耗能能力;结构极限层间侧移角达到1/45,超过罕遇地震下规范限值要求。按照整体结构屈服时耦连比为45%设计的试件,塑性铰的发展满足"强墙肢弱连梁"的规律。基于试验结果,利用有限元软件ABAQUS进行拟静力分析,与试验吻合较好。     

三边约束组合钢板剪力墙单元抗震性能试验研究

提出一种适用于钢框架结构体系的新型组合钢板剪力墙单元,它由三边固接一边弹性约束的钢板和预制水泥基覆板组合而成。通过三种钢板宽厚比的纯钢板剪力墙和组合钢板剪力墙共6个试件的静力加载试验,考察宽厚比对三边约束钢板受剪承载力的影响,同时考察分析预制水泥基覆板对内嵌钢板的屈曲承载力和受剪承载力的影响。试验结果表明：宽厚比决定了钢板初始抗侧性能和屈曲模态;预制水泥基覆板对提高剪力墙单元受剪承载力和钢板屈曲承载力有一定帮助;通过有效抑制内嵌墙板的面外屈曲,可以提高组合钢板剪力墙单元的抗震性能。     

不同上部刚度对木框架剪力墙受力性能影响的试验研究

木框架剪力墙试验研究时,荷载传递梁的刚度对木框架剪力墙的破坏模式以及侧向荷载承载力有直接的影响,当木框架剪力墙墙端以及墙中洞口边未采用墙端锚栓时,这种影响更甚。当墙顶连接铰接荷载传递梁时,在水平荷载作用下,木框架剪力墙的墙端易于被上拔而与墙基础分离,此时试验所得到的木框架剪力墙的侧向荷载承载力接近于下限值;反之,刚性荷载传递梁所得到的木框架剪力墙的侧向荷载承载力接近于上限值。主要通过22片墙体的试验研究来了解上层墙体、楼盖刚度对下层木框架剪力墙受力性能的影响。其中16片为6m长2.44m高的单层足尺木框架剪力墙,墙顶一半采用铰接荷载传递梁一半采用刚性荷载传递梁,4片为足尺典型二层墙体,另外2片为增加了墙端锚栓的单层足尺木框架剪力墙。对试验结果从初始刚度、极限荷载、极限位移、能量耗散以及锚栓内力等方面进行分析,最后形成了采用刚性荷载传递梁和二层墙体均能增加墙体侧向荷载承载力的结论。     

高重剪比下配置栓钉的板柱节点抗震性能试验研究

为研究高重剪比下配置栓钉的钢筋混凝土板柱节点的抗震性能,完成了3个重剪比分别为0.886、0.844和0.802的板柱节点试件在往复水平力作用下的拟静力试验。试件Joint 1和Joint 2的栓钉采用正交布置,Joint3的栓钉采用放射状布置。试验结果表明：3个试件的楼板均发生了冲切破坏,试件Joint1冲切破坏发生在栓钉群内,试件Joint2冲切破坏发生在栓钉群外,试件Joint3在栓钉群内、外均发生冲切破坏;破坏时3个试件的层间位移角分别为1/69、1/46和1/40;配置抗冲切栓钉的板柱节点在高重剪比下仍具有良好的水平变形能力,采用非预应力混凝土楼板栓钉群外冲切承载力计算公式的计算结果与试验结果符合良好。     

Analyses on mechanical performance of innovative composite shear wall systems

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。