半刚性连接钢框架-钢板剪力墙结构抗震性能试验研究

通过对半刚性连接框架-钢板剪力墙结构在水平反复荷载作用下的试验研究,得到了结构的滞回曲线、延性指标、水平刚度、梁柱应变、转角及各关键部位的变形。从耗能能力、刚度退化、承载力、延性等方面分析该种结构的抗震性能和耗能机理;依据应力分布、梁柱转角研究半刚性节点与钢板剪力墙的相互影响效果;分析结构的内力转换和破坏模式。结果表明：该结构具有良好的延性和耗能性能;半刚性节点在反复荷载作用下没有明显变形,节点刚度退化小,框架和钢板剪力墙协同工作良好;梁柱半刚性连接弱化了结构的整体刚度,框架自身承担的水平荷载有限;破坏模式为内填钢板剪力墙局部撕裂,拉力带作用明显,钢框架柱脚及梁柱半刚性连接部位形成塑性铰,框架整体呈弯曲破坏模式。图12表4参10     

半刚接钢框架-十字加劲钢板剪力墙结构滞回性能研究

对一榀单跨两层半刚接框架-十字加劲钢板剪力墙结构进行水平反复荷载作用下的抗震试验研究,系统分析结构破坏模式和耗能机理,研究节点刚度与加劲墙体的相互影响效果,得到了承载力,延性,刚度和耗能能力等指标。试验结果表明:该种结构具有良好的延性和耗能性能,安全储备高;节点刚度退化小,内填钢板的设置缓解了节点区自身的延性要求,半钢框架和墙板协同工作良好;加劲肋的设置改善了钢板的实际受力,提高墙体的承载力及刚度,减轻了滞回曲线的捏缩现象,减小钢板噪音及震颤。结构破坏模式为加劲肋屈曲,内填钢板以小区格局部屈曲为主,伴随相关屈曲;框架柱脚及梁柱半刚性连接部位形成塑性铰;试件面内呈弯曲破坏模式,研究为该种结构体系的工程应用和理论分析提供依据。     

半刚性节点钢框架内填钢筋混凝土剪力墙结构试验研究

钢框架内填钢筋混凝土剪力墙结构(SRCW)弥补了传统抗弯钢框架侧向刚度不足的缺点,为采用较为经济的半刚性节点提供了可能.为了研究该结构体系的滞回性能和传力机理,对一榀1/3比例采用半刚性节点的SRCW结构进行水平循环加载试验,从整体性能、局部性能和传力机理三个方面对试件结构进行分析评价.结果表明:该结构拥有多重侧向力传递途径,因而具有较高的侧向承载力和强度储备,其侧向极限承载力为设计承载力的3.11倍;结构表现出良好的延性和耗能能力;栓钉的强度、数量和位置都直接影响到结构的各个性能指标:钢框架承担80%～100%的倾覆弯矩,剪力墙承担80%～90%的侧向力;节点刚度不宜过大,采用半刚性节点是合理的,并在此基础上提出了设计建议.     

基于性态设计的抗弯钢框架与钢框架-钢板剪力墙结构性能对比分析

抗弯钢框架和钢框架-钢板剪力墙结构的耗能构件分别为框架梁和内填钢板,现行规范基于强度设计理论,不能保证结构的整体破坏模式。近年来,国内外学者提出了钢结构基于性态的塑性设计方法,使得同等设计条件下,二者同时达到性能目标。依据基于性态的设计方法设计了5层、10层及15层抗弯钢框架和钢框架-钢板剪力墙结构。通过SAP 2000建立平面分析模型,对结构进行Pushover分析和非线性时程分析,对比分析两种结构的承载力、抗侧刚度、延性指标、破坏模式以及层间侧移分布状态。对比结果表明:钢框架-钢板剪力墙结构具有较高的承载力和抗侧刚度,层间侧移较小,抗弯钢框架延性较好。     

半刚性连接钢框架-非加劲钢板剪力墙结构性能研究

半刚性连接钢框架-非加劲钢板剪力墙结构弥补了传统抗弯钢框架侧向刚度不足的缺点,为采用更加经济的半刚性节点提供了可能。为研究不同梁柱连接刚度对双体系结构抗震性能的影响,完成了3个单跨两层不同梁柱连接刚度试件的水平低周往复加载试验研究,系统分析了三者的整体性能和破坏模态,拟从承载力、刚度、延性、耗能、整体性能和节点性能六个方面对双体系的节点刚度与墙体的匹配效果进行评价。结果表明:在半刚性框架内设置钢板墙能较大程度提高结构的极限承载力与侧向刚度;结构具有理想的屈服顺序,内填板在加载初期非常有效。屈服区域延伸至整个墙体时,附加荷载将基本上由边缘构件承担,试件破坏主要由内填板的屈服和框架柱的弯扭失稳控制;节点刚度退化小,且内填板的设置缓解了节点区自身的延性要求,梁柱连接形式对试件的抗侧刚度和整体强度的影响不大,降低连接刚度有利于提高试件延性和耗能能力。     

钢框架内填混凝土剪力墙结构有限元分析

半刚性节点钢框架内填钢筋混凝土剪力墙(SRCW)结构融合了钢框架和钢筋混凝土剪力墙两种结构的优点,是一种极具应用前景的新型抗震结构体系。目前,SRCW结构的有限元分析多局限于线弹性阶段。为了系统地研究该结构的滞回性能和传力机理,采用ANSYS软件建立非线性有限元模型的基本过程和方法,在验证有限元模型的基础上,从整体性能、传力机理、延性、耗能等方面进行分析评价。结果表明:SRCW结构具有较高的侧向承载力和强度储备;在循环荷载作用下,结构表现出良好的延性和耗能能力;钢框架承担80%～100%的倾覆弯矩,剪力墙承担80%～90%的侧向力。最后提出了抗震设计建议。     

钢管混凝土框架-钢板剪力墙结构滞回性能研究

钢板剪力墙具有承载力高、延性好、耗能能力强等优点,将抗震性能优越的钢板剪力墙用于钢管混凝土框架中形成钢管混凝土框架-钢板剪力墙结构体系。对这种组合结构体系和钢管混凝土框架在滞回荷载作用下的性能进行试验研究,研究结构体系的承载力、延性和耗能能力等指标,分析钢板剪力墙对结构体系的承载力和耗能能力的提高幅度;同时采用有限元软件分析结构体系的性能,有限元计算结果和试验结果吻合较好,验证有限元分析模型的正确性。研究结果表明:钢板剪力墙具有较高的承载力、良好的延性和优越的耗能能力,和钢管混凝土框架具有良好的协同工作性能,钢板剪力墙的存在显著提高结构体系的承载力和耗能能力;在该文分析的结构体系中采用混合杆系模型可以较好模拟钢板剪力墙的滞回性能,结构体系分析模型也为钢管混凝土框架-钢板剪力墙结构体系在实际工程中的应用提供参考。     

养老建筑组合钢板剪力墙结构的抗震性能研究

对经过结构优化的钢框架短肢组合钢板剪力墙进行承载能力和抗震性能研究,并与常规钢框架短肢组合钢板剪力墙对比件进行对比。结果表明,经过结构优化的钢框架短肢组合钢板剪力墙试验件具有较高的水平承载能力以及良好的抗震和耗能能力;与常规钢框架短肢组合钢板剪力墙对比件相比,结构优化后的试验件延性比提高了8.5%、弹性抗侧刚度约提高了49.2%、耗能能力比增幅为61%,同时还具有较高的屈服载荷和极限载荷。经过结构优化后的组合钢板剪力墙试验件的抗震效果更好,通过结构优化的方法来提升钢框架短肢组合钢板剪力墙结构的抗震性能和耗能能力是可行的。     

半刚性框架-无黏结十字加劲钢板剪力墙结构低周往复荷载试验研究

通过对一榀几何比例为1∶3的两层单跨半刚性框架-无黏结十字加劲钢板剪力墙结构在低周往复水平荷载作用下的试验研究，得到了循环荷载下结构的滞回曲线及各关键部位的受力变形情况。分析其承载能力、破坏形式、耗能能力、刚度退化、承载力退化、延性等指标。在此基础上，分析了无黏结十字加劲内嵌钢板与半刚性框架的相互作用。结果表明：该结构具有良好的延性和耗能能力，安全储备高；半刚性框架与内嵌钢板协同工作良好；无黏结加劲构件的设计避免了焊缝的应力集中，降低了钢板墙在加工过程中对工艺的要求；加劲构件的设置改善了钢板墙的受力模式，提高了钢板墙体系的承载力及刚度，减轻了滞回曲线的“捏缩”现象。研究结果可为半刚性框架-无黏结十字加劲钢板剪力墙结构进一步的工程应用和理论研究提供参考。     

内置钢板与内置钢桁架混凝土组合剪力墙抗震性能对比研究

通过对2组内置钢板混凝土组合剪力墙和内置钢桁架混凝土组合剪力墙拟静力试验的模拟,确定计算模型的建立方法,并选取2片相同含钢率的内置钢板混凝土组合剪力墙和内置钢桁架混凝土组合剪力墙模型进行侧向低周反复荷载作用下的计算分析,对比了2片剪力墙模型的承载力、刚度及其退化过程、延性、耗能及滞回特性,并选取实际工程为算例,对采用两种组合剪力墙的整体结构从抗侧刚度、破坏模式、层间位移角、位移时程及塑性发展等方面进行了抗震性能的对比。研究结果表明：对于构件层次,随着墙体高宽比的增大,内置钢板混凝土组合剪力墙的承载力、耗能能力及延性逐渐优于内置钢桁架混凝土组合剪力墙;对于结构层次,当墙体高宽比较大时,采用内置钢板混凝土组合剪力墙结构的抗震性能要优于采用内置钢桁架混凝土组合剪力墙的结构。