低周反复荷载下短肢剪力墙抗震性能研究

研究了钢筋混凝土短肢剪力墙(RC-SLW)在低周反复荷载下的整体工作性能、破坏形态和滞回特性。结果表明:短肢剪力墙是一种强肢弱梁型的联肢墙,连梁的屈服先于墙肢的屈服,该结构具有较好的耗能能力和延性,为其推广使用提供了依据。     

钢筋混凝土框架-剪力墙结构基于能量抗震设计方法的耗能机制控制

对结构进行合理的耗能机制控制是实现其基于能量抗震设计的前提。根据我国现行规范设计了多个不同参数的钢筋混凝土框架-剪力墙结构算例,并利用多条强震记录进行弹塑性时程分析,定量研究联肢剪力墙整体系数α、剪力墙截面轴向变形影响系数T Z、框架-剪力结构刚度特征值λ等3个参数对其耗能机制的影响,结果表明:对于一定的T Z,需控制α不超过相应的界限值才能使钢筋混凝土框架-剪力墙结构形成"强墙肢弱连梁"的合理耗能机制,而λ的变化不会改变结构耗能机制类型。在此基础上提出了由联肢剪力墙整体系数α和截面轴向变形影响系数T Z表达的钢筋混凝土框架-剪力墙结构耗能机制控制的具体设计条件,并通过水平分缝连梁的算例验证了该控制条件的有效性。     

钢筋混凝土框架-剪力墙结构基于能量抗震设计方法的耗能机制控制

对结构进行合理的耗能机制控制是实现其基于能量抗震设计的前提。根据我国现行规范设计了多个不同参数的钢筋混凝土框架-剪力墙结构算例,并利用多条强震记录进行弹塑性时程分析,定量研究联肢剪力墙整体系数α、剪力墙截面轴向变形影响系数TZ、框架-剪力结构刚度特征值λ等3个参数对其耗能机制的影响,结果表明：对于一定的TZ,需控制α不超过相应的界限值才能使钢筋混凝土框架-剪力墙结构形成“强墙肢弱连梁”的合理耗能机制,而λ的变化不会改变结构耗能机制类型。在此基础上提出了由联肢剪力墙整体系数α和截面轴向变形影响系数TZ表达的钢筋混凝土框架-剪力墙结构耗能机制控制的具体设计条件,并通过水平分缝连梁的算例验证了该控制条件的有效性。     

短肢剪力墙延性设计的仿真分析

通过分析短肢剪力墙的破坏机理,在＂强肢弱梁,强剪弱弯＂设计思想的指导下,从连梁与墙肢两方面提出了延性设计的措施与方法,从而确保短肢墙结构的整体性,提高延性,增强结构抵御地震的能力。     

对称双肢短肢剪力墙的拟静力试验研究

介绍了5榀肢强系数不同,整体性系数相同,墙肢为T形截面的8层对称双肢短肢剪力墙在竖向力和反复水平力共同作用下的模型试验。试验结果表明,短肢剪力墙有很好的抗震性能,墙肢没有反弯点,具有强墙肢弱连梁的特点,当墙肢愈强时,即肢强系数愈小时,其侧向刚度、承载力愈大,但延性有所降低。可见,短肢剪力墙的受力性能与联肢剪力墙是一致的,因此本文认为,《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2002)把短肢剪力墙的抗震等级提高一级的规定是没有必要的。同时试验结果也进一步验证了短肢剪力墙的定义,并指出我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2002)中将墙肢截面高厚比为5~8的剪力墙定义为短肢剪力墙的定义不够准确。     

双肢型钢混凝土短肢剪力墙抗震性能试验及数值模拟

通过一榀双肢实腹式型钢混凝土短肢剪力墙模型试件的低周反复荷载试验,揭示该类双肢墙的破坏机制及抗震性能.试验结果表明:试件从型钢混凝土连梁屈服形成塑性铰,再到墙肢屈服发生破坏;试件延性系数、等效黏滞阻尼系数分别为3.58和0.191,表明该类双肢墙结构的破坏表现为强墙肢弱连梁型,具有较好的抗震性能.考虑到连梁破坏时只有少许黏结裂缝,兼顾双肢墙结构计算效率,有限元建模时不考虑型钢界面黏结滑移影响,计算结果可满足工程要求.采用型钢混凝土梁连接的型钢混凝土短肢剪力墙抗震性能要优于钢筋混凝土梁.     

罕遇地震作用下钢筋混凝土框架-剪力墙结构的耗能机制分析

为了确定钢筋混凝土框架 剪力墙结构在强震作用下的合理耗能机制,对多个结构算例进行多条强震记录作用下的弹塑性时程分析。通过分析总累积耗能在各类构件中的分配和各类构件耗能沿结构高度方向的分布模式,研究结构的典型耗能机制类型,讨论耗能机制与结构参数的关系,并对不同的耗能机制进行评价。结果表明,“强墙肢弱连梁”整体型耗能机制使结构具有良好的抗震性能,应作为结构耗能机制设计的目标,“强连梁弱墙肢”耗能机制则应予以避免;连梁与墙肢的相对刚度关系是影响结构耗能机制的关键因素,框架和剪力墙相对数量的改变则不会明显影响结构耗能机制。对具有小跨高比连梁的结构,建议采用连梁水平分缝措施引导结构形成“强墙肢弱连梁”耗能机制,并通过算例分析验证了该措施的有效性。     

对称双肢短肢剪力墙的低周反复荷载试验研究

介绍了两榀对称双肢短肢剪力墙的拟静力试验,研究了短肢剪力墙的破坏形态、滞回特性和整体性系数对其弹塑性性能的影响。试验结果表明,短肢剪力墙是一种强肢弱梁型的联肢墙,连梁的屈服先于墙肢的屈服,且连梁屈服后,由于内力重分布的作用,使材料的性能得到充分的发挥。短肢剪力墙结构具有较好的延性和耗能能力。对于层数、层高、墙肢尺寸、材料及配筋都相同的短肢剪力墙,其承载能力随整体性系数的增加而增加,而延性却随之减小。     

连梁在结构设计中采取的一些措施

连梁是联肢剪力墙结构中的重要耗能元件,其承载力、延性和耗能能力直接影响着剪力墙的抗震性能。为了使连梁既满足强剪弱弯的原则、又保证连梁较高的延性、又要有合理的承载力,本文提出一些设计措施和方法。     

高层建筑剪力墙连梁的设计与分析

连梁是对剪力墙结构抗震性能和承载力影响较大的构件。因此通过对高层建筑剪力墙连梁的工作原理及在水平荷载下的破坏形态的分析 ,提出了在设计时应该按照“强墙弱梁”原则设计开洞剪力墙 ,并按照“强剪弱弯”要求设计连梁。并讨论了连梁的截面特性计算、承载力计算和设计建议 ,还介绍了一种菱形配筋连梁的承载力计算、设计建议和构造要求     

新配筋方案联肢剪力墙的有限元仿真分析

钢筋混凝土联肢剪力墙具有较好的抗震性能,是现代高层结构中常用的结构形式,而洞口连梁是墙肢之间的传力纽带,其强度、刚度和变形性能决定联肢剪力墙的抗震性能。因此设计高延性、良好塑性耗能的小跨高比连梁联肢剪力墙是国内外研究人员至今有待解决的问题之一。本文基于刘清山等人的试验研究,用ABAQUS非线性分析了沿连梁截面高度配置分层封闭箍筋,并在箍筋顶、底部纵筋靠近墙肢1/4梁高的长度范围内套上PVC套管,且墙肢底部约束边缘构件采用分段配箍、墙肢端部1/4墙宽度范围内纵筋外部套上PVC套管的新配筋方案。分析结果表明,新配筋方案不仅施工简便,结构的受剪承载力、延性和变形也有所提高。     

高层住宅剪力墙结构设计

1 墙肢长度和厚度的选取 1.1 墙肢的长度 剪力墙墙肢长度(即墙肢截面高度)一般不宜大于8m.结构设计中的剪力墙结构应具有延性,细高的剪力墙(高宽比大于2)容易设计成弯曲破坏的延性剪力墙,从而可避免脆性的剪切破坏.当墙的长度很长时,为了满足每个墙段高宽比大于2的要求,可通过开设洞几将长墙分成长度较小、较均匀的联肢墙,洞口连梁宜采用约束弯矩较小的弱连梁(其跨高比宜大于6),使其可近似认为分成了独立墙段.     

高烈度区小墙肢剪力墙多层住宅结构设计

近几年 ,大理市 (原抗震设防烈度 9度 )在住宅建筑中越来越多地采用了钢筋混凝土小墙肢剪力墙结构 ,目前其在住宅中的比例已接近 5 0 %。依据大理市小墙肢剪力墙结构的应用情况 ,着重分析小墙肢和连梁结构的设计要点及其对结构抗震设计的影响     

高层建筑剪力墙结构设计中若干问题的讨论

根据剪力墙整体系数α及肢强系数ζ对剪力墙进行分类,并对各种剪力墙类型的墙肢与连梁的相对强弱关系进行阐释,提出为使结构设计成延性剪力墙应多布置联肢墙的观点.对于短肢墙、短肢墙较多的剪力墙结构及连梁,对相关文献进行总结及分析,提出一些具体建议,供结构设计人员参考.     

考虑几何参数影响的联肢剪力墙抗震性能研究

耦联比是反映联肢剪力墙墙肢与连梁的耦合作用程度的重要参数。然而,耦联比与结构体系的非线性特征高度相关,导致在结构初步设计阶段难以确定。因此,有必要引入在初步设计阶段即可方便确定的其他参数。本研究采用连梁跨高比和墙肢高宽比来代替耦联比,设计了9个联肢剪力墙原型结构,利用增量动力分析方法,研究了连梁跨高比和墙肢高宽比对钢筋混凝土联肢剪力墙地震易损性特征和极限承载力的影响。采用双因子二次响应面法进一步揭示了连梁跨高比和墙肢高宽比的组合对联肢剪力墙整体性能的影响,得到响应变量的最优值,并利用曲线拟合找出连梁跨高比和墙肢高宽比最优关系。结果表明,连梁跨高比和墙肢高宽比可以有效地作为耦联比的补充,在初步设计阶段作为衡量钢筋混凝土联肢剪力墙的整体抗震性能的参数。     

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。     

联肢剪力墙钢板组合连梁抗震性能研究

连梁作为联肢剪力墙中的重要构件,能够通过塑性变形消耗地震输入的能量,降低剪力墙肢的损伤程度,是联肢墙结构多重抗震防线设计的关键。相较于传统的钢筋混凝土连梁,在连梁中内嵌钢板更能够提高连梁的延性,获得更好的受力性能,是近年来联肢剪力墙连梁研究的热点之一。以组合连梁内嵌钢板的配钢率及其与墙肢的连接方式作为试验变量,一共设计并制作了三个组合连梁试件,通过伪静力试验研究了各试件在模拟地震作用下的力学性能,并采用DIANA软件对试验的试件建模分析,将有限元分析结果与试验结果相比较,发现二者吻合较好。     

连梁内设置竖向变形阻尼器的耗能剪力墙体系减震分析与设计

将钢筋混凝土联肢剪力墙在连梁跨中开缝,在缝中设置沿竖向变形的钢阻尼器,从而形成耗能联肢剪力墙体系。在强震作用下,耗能剪力墙中的阻尼器一方面适当削弱联肢剪力墙刚度以降低地震作用,另一方面阻尼器屈服后可耗散部分地震能量,从而减小墙肢及连梁的塑性损伤。将阻尼器与连梁组合为等效连梁,运用等效连续化方法对耗能剪力墙体系的刚度特性与阻尼特性进行了简化分析,对耗能剪力墙体系的减震机理进行了论证,并推导出体系关键参数的计算式。以阻尼器延性系数和联肢墙耦合比为设计控制指标,提出了该耗能剪力墙体系基于性能/需求的设计方法。设计实例表明：所提出设计方法简便可行;在参数设计合理的情况下,建议的耗能剪力墙体系具备良好的减震效果。     

双肢短肢剪力墙的弹塑性分析

应用带刚域的弹塑性杆单元来模拟短肢剪力墙的连梁和墙肢,并考虑剪切变形影响,分析了水平侧向荷载作用下双肢短肢剪力墙的弹塑性过程,并研究了肢强系数、整体性系数、翼缘宽度和连梁配筋率等参数其塑性性能的影响。结果表明,水平侧向荷载作用下,短肢剪力墙的连梁先于墙肢屈服,所有的连梁都屈服后,剪力墙还有较大的承载能力和变形能力。最后,底层墙肢随着荷载的增加达到屈服极限,结构丧失承载能力;在墙肢截面和配筋率一定时,随着肢强系数的增加、整体性系数的减小和连梁配筋率的降低,短肢剪力墙的承载能力降低,延性增加;而随着墙肢翼缘宽度的增加,短肢墙的承载力和延性都增加。因此在设计中,通过合理选择这些参数,可以使短肢剪力墙具有较高的承载力和良好的延性。     

CRC剪力墙墙肢正截面承载力探讨

根据橡胶集料混凝土比普通混凝土延性好、应变大、抗裂性能强、吸收能量高等特征,并且作为结构材料可以使结构自重小、延性好、抗震性能好,提出橡胶集料钢筋混凝土剪力墙结构,并对新型材料-橡胶集料混凝土在剪力墙结构体系中的墙肢承载力作了初步的探讨。