钢连梁与混凝土剪力墙钢暗柱式连接节点的承载力理论模型

用钢连梁代替混凝土连梁用于混凝土联肢剪力墙,可大大改善联肢墙结构的延性和耗能性能,提高结构抗震能力,但前提是须保证钢连梁与混凝土剪力墙连接节点的可靠性。钢暗柱式墙梁连接节点具有承载力大、刚度大以及能提高剪力墙自身延性等优点。针对内埋钢暗柱式节点形式,基于前期试验数据和正交试验有限元模拟结果,重点研究了此种节点的受力机理以及破坏模式,提炼出关键参数和设计原则,随后建立了这种节点极限承载力的理论模型与计算公式。分析表明,内埋钢暗柱梁墙节点极限承载力主要由3个部分贡献:受拉区钢筋拉力或者钢暗柱截面抗剪强度、钢暗柱埋深部分混凝土压力以及钢暗柱节点域抗剪强度。其中钢暗柱节点域抗剪强度同样由3部分组成:钢暗柱腹板机构、内部混凝土斜压杆机构以及外部桁架机构。通过与试验及精细有限元模型结果进行对比,证明了提出的理论模型简便易行且具有较高精度,所做研究为这种新型节点在工程中的应用提供了简便的设计方法。     

钢骨混凝土连梁联肢剪力墙抗震性能试验研究及有限元分析

国内已有部分超高层建筑结构采用钢骨混凝土连梁联肢剪力墙,但现行规范尚未对其钢骨含钢率等控制参数给予明确规定。为此,对不同含钢率的钢骨混凝土连梁联肢剪力墙进行了低周反复荷载试验研究、ABAQUS有限元模拟以及变参数分析。分析结果表明：钢骨混凝土连梁联肢剪力墙试件的破坏模式、水平承载力、变形能力和耗能能力明显优于钢筋混凝土连梁联肢剪力墙;由ABAQUS参数分析结果可知,钢骨含钢率应控制在4%~8%之间,且宜增加连梁钢骨腹板的面积。     

钢连梁-部分包裹组合剪力墙焊接节点抗震性能试验研究

为研究混合联肢部分包裹组合剪力墙(混合联肢PEC剪力墙)结构中钢连梁-PEC剪力墙焊接节点基本受力性能和抗震性能，以墙肢腹板厚度和混凝土包裹效应为设计变量，设计3个钢连梁-PEC剪力墙焊接足尺弱节点试件，进行低周往复加载试验。观察节点加载全过程中变形形态，并对其滞回性能、承载力、耗能能力、破坏模式、连梁及节点区应变等进行分析。研究结果表明：加载过程中，结构的塑性变形和损伤集中在节点区，满足“弱节点”的设计要求，钢连梁处于弹性状态；节点的破坏模式主要为节点核心区钢板剪切变形，核心区内混凝土形成斜拉杆机构效应，墙肢节点核心区下部区格混凝土局部压溃、外翼缘严重屈曲后翼缘钢板撕裂或焊缝拉断；节点破坏时，中部区格距节点核心区上下150 mm范围内出现塑性区，型钢应变超过屈服应变，混凝土在拉压反复作用下开裂，设计时应考虑中部区格对节点受剪承载力的贡献；钢连梁-PEC剪力墙焊接节点滞回曲线饱满，承载力高，具有优良的抗震性能；节点等效黏滞阻尼系数大于0.25;节点核心区及上下区格内混凝土对钢腹板提供了良好的包裹效应，拉结筋及混凝土的设置延缓了节点区下部外翼缘钢板的屈曲，填充混凝土的试件正向承载力提高2...     

低位顶模施工条件下的钢板剪力墙核心筒钢筋工程施工技术

重庆化龙桥超高层项目二期塔楼核心筒施工时,顶升钢平台模架体系的安装,需要与钢板剪力墙、暗梁钢骨、连梁钢骨、型钢柱等钢结构构件的施工穿插进行,给钢筋施工带来了很大难度。为此,通过深化钢结构和钢筋连接节点,采用钢筋穿孔、绕行等方式,解决了钢筋和钢结构、顶升钢平台模架体系的冲突问题,优化了钢筋、顶升钢平台模架体系安装施工的配合措施,从而保证了现场的顺利实施。     

剪切机制耗能端板螺栓连接组合联肢剪力墙钢连梁抗震性能试验研究

将端板螺栓连接构造引入钢-混组合联肢剪力墙中,用于连接钢连梁与混凝土墙肢。设计并制作了1组(2个)小剪跨比连梁双肢组合剪力墙试件,分别采用端板螺栓连接和传统直插式的连梁-墙肢连接构造形式,进行低周往复加载试验,以研究两种连接构造形式下钢连梁与混凝土墙肢连接试件的滞回性能、刚度与承载力退化特征以及破坏模式。试验结果表明:用端板螺栓连接代替直插式连接构造,能够有效减轻钢连梁-墙体连接区域混凝土损伤程度,屈服后非线性变形主要集中在钢连梁端部,且钢连梁能够达到美国AISC 341-05规范要求的0.08 rad非线性转角限值,充分发挥滞回耗能作用,刚度、承载力退化不明显,延性好,与传统直插式钢连梁-墙肢连接具有相同甚至更好的抗震性能。     

暗柱配置1000 MPa级高强钢筋混凝土剪力墙抗震性能研究

通过对4片剪跨比为2.43的钢筋混凝土剪力墙试件进行低周反复加载试验,研究1 000 MPa级高强钢筋用于剪力墙边缘约束暗柱时的抗弯承载力、延性、耗能能力及破坏特征。结果表明:与普通钢筋混凝土剪力墙相比,边缘约束暗柱内配置高强钢筋的剪力墙抗弯承载力提高,屈服位移和极限位移也有较大提高。在试验基础上提出了考虑暗柱高强钢筋的混凝土剪力墙水平承载力计算式,计算值与试验值吻合较好。     

高轴压比钢骨混凝土矮墙水平加载试验

为研究高轴压比钢骨混凝土矮墙的抗震性能,对3片高宽比为0.95的试件进行水平加载试验。试件呈剪切破坏;端部纵筋、竖向分布钢筋以及钢骨翼缘压曲,钢骨腹板出现塑性铰线。端部钢骨能够提高剪力墙的抗剪承载力,但对试件的塑性变形能力影响不大。据此提出钢骨混凝土剪力墙的受剪承载力计算式,计算结果与试验结果吻合较好。     

竖向分布钢筋单排间接搭接的带现浇暗柱预制剪力墙抗震性能试验

为进一步研究竖向分布钢筋与单排布置的连接钢筋间接搭接、连接钢筋采用直螺纹套筒灌浆连接的带现浇暗柱预制剪力墙抗震性能,完成了5个试件的拟静力试验,其中3个试件一端带暗柱,2个试件两端带暗柱。试验结果表明,现浇暗柱与预制剪力墙作为整体共同工作,试件以水平裂缝及其延伸的斜裂缝为主,墙底与地梁之间产生水平通缝,达到承载力前竖向钢筋受拉屈服,墙底混凝土压碎,破坏形态为压弯破坏;可采用现行规范公式计算预制剪力墙的压弯承载力,且考虑竖向分布钢筋的作用;试件的极限位移角达1/99～1/62。     

钢连梁-钢板混凝土组合剪力墙组合件抗震性能试验研究

为进一步提高联肢剪力墙结构的抗震性能,提出了一种改进型钢连梁-钢板混凝土组合剪力墙混合结构。通过对5个1/2缩尺连梁-墙肢组合件的低周往复加载试验,研究了钢连梁跨高比和加劲肋布置等因素对组合件抗震性能的影响。研究表明：组合件塑性变形均集中在易更换的钢连梁上,墙肢和节点部位损伤程度较低,有利于实现结构罕遇地震作用后的功能快速恢复;小跨高比（小于2）钢连梁发生整体的剪切屈服型破坏,可以更充分发挥连梁的整体塑性变形能力,具有比弯曲破坏型组合件更优越的抗震性能;所有组合件均具有优异的变形能力和稳定的滞回耗能性能;1/10位移角下,组合件承载力最大衰减量小于10%;加劲肋间距减小,可延缓钢连梁腹板和翼缘的压曲,提高组合件承载力和滞回耗能能力。     

蜂窝状钢骨混凝土L形柱正截面承载力的非线性分析

蜂窝状钢骨混凝土L形柱,是一种特别适于钢结构住宅建筑的新型异形柱。为了全面掌握该新型构件的受力、变形特性,论文利用ANSYS软件进行了非线性有限元分析,研究了钢骨腹板开洞率、配钢率、配筋率、加载角、偏心距、构件长细比、混凝土强度等级以及钢材牌号等主要因素对该新型构件性能的影响及其规律,并提出设计建议。研究表明,该新型构件的钢骨腹板开洞能够增强混凝土与钢骨的协同工作能力;该新型构件的极限承载力随着配钢率、配筋率、混凝土强度、钢材强度的增加而增加,但随其长细比的增加而降低;加载角和偏心距的改变对蜂窝状钢骨混凝土L形柱的承载力影响非常敏感,设计时宜尽量避开最不利加载角对构件承载力的不利影响。     

联肢钢-混凝土组合剪力墙端板螺栓式钢连梁抗震性能研究

我国高层建筑已经进入广泛应用钢-混凝土组合剪力墙的阶段。由钢-混凝土组合墙肢耦合而成的联肢组合墙中,由于钢构件预埋于墙肢边缘区域,给传统连梁的应用带来了困难。为了开发出适用于联肢钢-混组合剪力墙的连梁形式,将钢结构中常用的端板螺栓连接构造引入,利用其构造简单、易于施工且抗震性能良好的优点,连接钢连梁与组合剪力墙。以连梁长细比为主要参数,设计并制作5个采用端板螺栓连接的双肢组合剪力墙试件和1个传统直插式的小比例双肢钢筋混凝土剪力墙试件,进行低周往复拟静力加载试验,以考察端板螺栓连接钢连梁的受力特征、滞回性能、刚度与强度退化特征以及破坏模式。利用有限元分析方法对试验过程进行数值模拟并与试验结果对比。结果表明,端板螺栓连接钢连梁能够达到较高的延性水平和较大的耗能能力,刚度、强度退化不明显。试验加载过程的剪力-侧向位移骨架曲线与有限元分析结果吻合较好。     

不同连梁节点构造的联肢钢板剪力墙结构抗震性能试验研究

为研究不同连梁节点构造时联肢钢板剪力墙结构的抗震性能,制作了3个缩尺比例为1∶3的联肢钢板剪力墙试件。试件中连梁与柱的连接分别采用隔板贯通式焊接节点、穿芯螺栓节点和悬臂梁段-端板节点,竖向边缘构件采用方钢管混凝土柱。对3个试件进行了拟静力试验,得到了联肢钢板剪力墙的滞回曲线、骨架曲线、特征荷载和位移等指标,分析了结构的延性、耗能能力、承载力及刚度退化等性能。结果表明,各试件位移延性系数均大于5.37,等效黏滞阻尼系数均大于0.211,刚度和承载力退化稳定,承载力退化系数均大于0.91。连梁节点的差异导致各试件的屈服顺序均不相同,采用穿芯螺栓连梁节点的试件,连梁先发生剪切屈服,耗能能力最优;采用悬臂梁段-端板连梁节点的试件,连梁与剪力墙板几乎同时屈服,耗能能力次之;采用焊接连梁节点的试件,连梁因节点焊缝断裂而破坏,试件初始刚度较高,承载力与耗能能力低于其他试件。总体上,各试件的剪力墙板与连梁均发生了较严重的破坏,实现了多道抗震设防的设计目标。     

装配式L形截面夹芯组合剪力墙节点抗震性能试验

为研究装配式L形截面夹芯组合剪力墙节点的整体工作性能，设计了由环形水平钢筋连接试件及水平贯通钢筋连接试件共两类。详细考察了试件的工作状态、破坏机理、滞回性能、刚度退化及耗能等变化规律，并对其延性性能进行了评价。结果表明：试件发生了典型的弯剪破坏，主要集中在腹板脚部混凝土被拉裂或压碎、钢筋拉长或压弯。通过对比分析发现，环形水平钢筋连接试件的开裂、屈服、峰值荷载及相应的变形均得到大幅度的提高；通过对耗能性能进行评估，得出的结论一致等。说明环形钢筋可以有效增强腹板与暗柱、翼缘与暗柱之间的连接，有助于综合提高试件的抗震能力。     

钢骨超高强混凝土框架节点受剪承载力试验研究与理论分析

为研究钢骨超高强混凝土框架节点核心区受力特征和受剪承载力,对12个节点试件进行了低周反复加载试验,分析受剪破坏模式、各加载阶段受力特征、箍筋和钢骨腹板应变以及轴压比、体积配箍率、钢骨形式对受剪承载力的影响。采用"四边加强的剪力墙"模型描述了节点核心区受剪机理,建立了受剪承载力计算式,对比分析了计算结果与试验结果。研究表明:开裂阶段节点核心区超高强混凝土承担的外荷载较多,达85%以上,箍筋和钢骨腹板承担的外荷载较少;试件屈服后,超高强混凝土承担的外荷载有所减少,而箍筋和钢骨腹板承担的外荷载明显增多,箍筋和钢骨腹板的应变增长较快,荷载-应变关系由最初近乎直线,发展为应变随荷载变化明显的曲线,且存在较大的残余应变;节点核心区受剪承载力随轴压比或体积配箍率的增加而增大;钢骨形式对受剪承载力影响不明显;受剪承载力计算结果与试验结果比值在0.94~1.02范围内,所提出的计算式具有较高的精度。     

复合齿槽U型筋搭接连接装配式剪力墙抗震性能试验研究

复合齿槽U型筋搭接连接装配式混凝土剪力墙由预留复合齿槽区预制墙体、暗柱及上下层墙体U型筋连接节点组成。为研究该装配式剪力墙的抗震性能,通过1个现浇和3个预制剪力墙试件的低周反复加载试验,对比分析了各剪力墙的破坏形态、滞回特性、承载力、延性、刚度退化和钢筋应变。结果表明：所有剪力墙破坏形态均为暗柱纵筋压屈、墙体两侧底部混凝土压碎剥落的压弯破坏;采用双填料口能够保证复合齿槽后浇区混凝土的密实度,复合齿槽区形成的暗梁对墙体底部具有强化作用;剪力墙竖向分布钢筋采用U型筋在复合齿槽区搭接连接能够有效传递钢筋应力;相同轴压比条件下,预制剪力墙承载力约为现浇剪力墙的90%;预制剪力墙的极限位移角为1/72~1/51,平均位移延性系数均大于5;同一位移下,预制剪力墙的累积耗能略大于现浇剪力墙。可采用GB 50010—2010中建议公式计算复合齿槽U型筋搭接连接装配式剪力墙的压弯承载力,计算结果偏于安全。     

蜂窝状钢骨混凝土不对称十字形柱的非线性有限元分析

在实腹式钢骨混凝土异形柱和桁架式钢骨混凝土异形柱的基础上,提出了一种新型的异形柱——蜂窝状钢骨混凝土异形柱.利用ANSYS软件,分析了钢骨腹板开洞率、配钢率、加载角、偏心距等因素对该新型异形柱力学性能的影响.分析结果表明:钢骨含钢量越大,加载角越大及偏心距越小,柱子的承载力也越大,而钢骨腹板开洞率对柱子的承载力影响是有限的.本文的研究成果,为该新型钢骨异形柱在工程中的应用提供了理论依据.     

内置型钢桁架高强混凝土中高剪力墙抗震性能试验研究

为了研究内置型钢桁架高强混凝土中高剪力墙的抗震性能,采用不同的暗柱类型及不同的暗柱和暗支撑型钢配钢率,设计制作了3片1/4缩尺、剪跨比1.8、混凝土强度等级为C70的内置型钢桁架高强混凝土中高剪力墙试件,对其进行水平往复加载试验,比较3片高强混凝土中高剪力墙试件的受力过程、破坏形态、滞回性能、位移延性以及侧向刚度退化特征。试验结果表明:内置型钢桁架高强混凝土中高剪力墙试件的最终破坏形态主要为弯曲型破坏,相比于普通高强混凝土中高剪力墙,其位移延性以及后期侧向刚度退化都有明显改善;增加暗柱型钢配钢率能提高试件的水平承载力,但会降低延性性能;增加暗支撑型钢配钢率能显著改善试件的延性,但承载力变化不明显,说明型钢暗支撑对改善高强混凝土中高剪力墙的抗震性能更为有效。     

钢-混凝土预制混合梁受力性能分析

通过对4个钢-混凝土预制混合梁试件进行拟静力试验,研究了该预制试件的破坏模式、受力过程及受力机理。采用有限元软件ABAQUS对钢-混凝土预制混合梁的受力性能进行模拟,研究了钢材屈服强度、纵筋配筋率和钢梁长度对其受力性能的影响,并分析了钢、混凝土梁两者间刚度及承载力的匹配关系。研究结果表明：钢-混凝土预制混合梁最终破坏表现为混凝土梁端出现塑性铰,而端部钢梁在整个加载过程中保持完好,钢与混凝土连接节点能可靠传递两者间应力。提高钢材屈服强度和增加纵筋配筋率可提高承载力,其中增加纵筋配筋率的提高效果更明显;随着钢梁长度的增加,承载力逐渐增大,但初始刚度呈线性降低。根据研究结果给出了该类型预制构件的设计建议：混凝土梁与钢梁设计受弯承载力比（Mc/Ms）取值范围宜为0.8~1.0,端部钢梁长度取值范围宜为100~200mm;箍筋加密区范围起算点应取混凝土梁端截面而不应取柱边。     

钢梁-混凝土墙刚接节点低周反复荷载作用下的受力性能试验研究

对3个钢梁-混凝土墙刚接节点试件进行了低周反复荷载试验,分析了节点核心区钢梁腹板、钢梁翼缘、连接板、封口板、牛腿腹板、牛腿翼缘、分布钢筋、型钢暗柱等的应力应变关系.试验结果显示,在加载过程中,钢梁翼缘和腹板、牛腿翼缘均产生了屈服变形,但是封口板、牛腿腹板、分布筋、型钢暗柱都没有屈服,在设计时应加强钢梁翼缘和腹板、牛腿翼...     

箱形截面钢梁与钢骨混凝土剪力墙刚性连接节点滞回性能有限元分析北大核心

以实际工程为背景,运用有限元软件ABAQUS,对箱形截面钢梁与钢骨混凝土剪力墙刚性连接节点在低周往复荷载作用下的滞回性能进行数值模拟研究,同时对节点混凝土强度、钢梁翼缘厚度、端柱含钢率及端柱配箍率等对节点滞回性能的影响进行了参数分析,以期对其抗震性能的评价建立基础。研究结果表明:在"强墙弱梁"的实际设计背景下,箱形截面钢梁与钢骨混凝土剪力墙刚性连接节点具有较好的承载力和延性特征。钢梁翼缘厚度对节点的屈服弯矩略有影响,但是对节点的延性性能影响显著。混凝土强度、端柱含钢率及端柱配箍率对节点的滞回性能影响很小,可以忽略。