工字形截面RC剪力墙变形指标限值研究

为了研究工字形截面RC剪力墙在地震作用下的变形能力,采用ABAQUS分析了324个工字形RC剪力墙有限元模型,以剪跨比和弯剪比为参数确定了构件破坏形态的判断标准。结合我国规范提出了7个性能水准和6个性能水准限值,根据材料应变和荷载-位移曲线定义了6个性能水准限值的判断准则,并可得到所有模型的位移角。根据破坏形态、轴压比和弯剪比进行统计,得到工字形RC剪力墙的变形指标限值并与构件试验及ASCE41指标进行对比,分析结果表明:提出的破坏形态划分方法预测正确率达85%,能够满足工程需求;利用本文变形限值对试验构件破坏形态的判断结果与ASCE 41基本一致;试验得到的"比较严重破坏"位移角约为本文变形限值的3倍,指标限值具有足够的安全储备。     

双向单排配筋T形剪力墙抗震性能试验研究

为了研究多层建筑结构中的双向单排配筋T形剪力墙的力学特性与抗震能力,设计了2个1/2缩尺的双向单排配筋混凝土T形剪力墙模型,分别沿腹板方向和翼缘方向,对其进行了低周反复荷载试验研究,分析了其承载能力、延性性能、刚度退化过程、滞回包络特性、耗能特点和破坏全过程特征。研究表明:在双向单排配筋T形剪力墙的配筋率相等情况下,该剪力墙沿腹板方向的抗震性能优于沿翼缘方向的抗震性能,这种剪力墙节点可以满足多层剪力墙住宅结构抗震要求。     

T形型钢混凝土剪力墙抗震性能研究

设计并制作了3片T形型钢混凝土剪力墙试验模型,沿腹板方向进行水平低周反复加载。采用ANSYS有限元软件建立了T形型钢混凝土剪力墙模型进行非线性分析,并验证其合理性;同时,探讨了不同荷载施加部位以及轴压比对结构受力性能的影响。结果表明:试件滞回曲线均比较饱满,延性系数均大于3.0,说明该结构有较强的塑性变形能力和耗能能力。在相同轴压比条件下(轴压比为0.4),沿腹板受压方向加载,仅有翼缘承受竖向荷载的T形剪力墙模型的屈服荷载和极限承载力,均大于全截面受压的剪力墙,而沿腹板受拉方向加载时,翼缘承受竖向力的剪力墙的屈服荷载和极限承载力均小于全截面受压的剪力墙。随着轴压比的增大,承载力沿腹板受压方向提升较为明显,而沿腹板受拉方向提升幅度很小。在试验中后期,腹板部分产生由剪力墙腹板顶部与翼缘交接处的斜裂缝,应对剪力墙腹板顶部与翼缘交接部分进行加强,将该部位分布钢筋加密布置。     

T形钢骨增强异形柱节点抗震性能试验

目的在混凝土异形柱节点核心区加入T形钢骨,解决混凝土异形柱框架结构节点的薄弱问题．方法通过对节点核心区加入T形钢骨和同等条件下未加入T形钢骨的四个异形柱节点试件进行拟静力试验研究,对比分析异形柱节点的破坏特征、荷载、位移、滞回曲线、延性、累积损伤等抗震性能指标．结果在异形柱节点核心区加入T形钢骨能够改善混凝土异形柱节点的滞回特性,提高混凝土异形柱节点试件的承载能力、变形能力以及延性性能,减缓混凝土异形柱节点试件的刚度退化,同时也能减轻混凝土异形柱节点的累积损伤程度．结论T形钢骨在混凝土异形柱框架节点核心区的加入对提高其抗震性能效果显著．     

RC梁的变形性能指标限值研究与试验验证

为建立钢筋混凝土(RC)梁的变形性能指标限值,对RC梁的分类方法、性能状态划分方法及各性能状态变形限值的确定方法进行了研究.对于RC梁的分类方法,基于收集的103个RC梁的低周往复荷载试验结果对RC梁破坏形态的影响因素进行研究,将RC梁划分为弯控及剪控两类,并以剪跨比和弯剪比为参数给出两类构件的划分准则.对于RC梁的性能状态及其变形限值,根据中国现行规范将RC梁的抗震性能状态划分为7个等级,基于构件的力-位移角骨架曲线的3个关键性能点(屈服点、承载力退化20%点及丧失承载能力点)提出了RC梁各性能状态变形限值的确定方法.在此基础上,对103个RC梁试验结果进行多组不同参数的回归分析,获得弯控及剪控RC梁3个关键性能点变形限值的控制参数及回归公式,依此建立了弯控及剪控RC梁的变形指标限值.为进一步验证提出的RC梁变形指标限值合理性,进行了9个RC梁的拟静力试验,将试验位移角限值与提出的变形限值进行了对比,结果表明,本文提出的RC梁变形性能指标限值的准确性、离散性及超越概率均在合理范围内.     

空心RC剪力墙试验研究及非线性有限元分析

基于空心钢筋混凝土剪力墙试件在低周反复荷载作用下的试验研究,采用ANSYS有限元分析程序,对其进行了非线性有限元分析,结果表明试验结果与有限元分析结果符合较好。作为静力试验研究的补充,利用ANSYS进一步分析了混凝土强度等级、轴压比、空心率、配筋率、人工竖缝对空心钢筋混凝土剪力墙的弹塑性性能的影响。为实际工程的设计提供了理论依据。     

空心RC剪力墙试验研究及非线性有限元分析

基于空心钢筋混凝土剪力墙试件在低周反复荷载作用下的试验研究,采用ANSYS有限元分析程序,对其进行了非线性有限元分析,结果表明试验结果与有限元分析结果符合较好。作为静力试验研究的补充,利用ANSYS进一步分析了混凝土强度等级、轴压比、空心率、配筋率、人工竖缝对空心钢筋混凝土剪力墙的弹塑性性能的影响。为实际工程的设计提供了理论依据。     

T形截面RC剪力墙双向抗震性能对比分析

针对T形截面带翼缘剪力墙在单、双向反复荷载作用下的抗震性能进行了数值模拟,通过与试验结果比对,验证了有限元模型的适用性;进一步研究了双向荷载作用下双向加载路径、轴压比、边缘构件箍筋对T形截面剪力墙抗震性能的影响.结果表明:除个别情况外,双向加载较单向加载均表现出明显的双向耦合效应,承载力和延性降低,强度和刚度退化加剧,且加载路径对抗震性能影响显著;随着轴压比的增大,在两个加载方向上的屈服荷载和屈服位移增大,强度和刚度退化加剧,位移延性降低,除腹板端部受压外,其余方向的峰值荷载均有提高;减小约束边缘构件箍筋间距使得各项性能指标均有提高,但在翼缘受压方向影响较小.     

钢筋混凝土短肢剪力墙抗震性能试验及应用

短肢剪力墙结构体系广泛应用于10~25层的住宅工程中,然而现行的设计规范少有关于短肢墙的具体条文.针对短肢剪力墙结构体系理论研究落后于实际应用的情况,通过对6片1∶2单层短肢墙试体的低周反复荷载试验,研究了在低周反复荷载作用下钢筋混凝土短肢剪力墙的整体工作性能、破坏形态及延性.结果表明试件的最终破坏均是由连梁失效引起,连梁是短肢剪力墙结构的薄弱部位;带翼墙短肢墙结构的受力性能优于无翼墙结构.将试验研究成果用于指导某工程中短肢剪力墙的选型,并提出了设计建议.     

配筋率对玻化微珠保温混凝土剪力墙抗震性能的影响

玻化微珠保温混凝土剪力墙是在我国建筑节能与墙体材料革新的背景下应运而生的.该新型墙体能够实现保温承重一体化,在结构抗震、经济指标、社会效益等方面具有明显优势.通过不同配筋率下的剪力墙低周往复荷载试验研究配筋率对剪力墙抗震性能的影响,分别对配筋率为0.32%和1.15%的剪力墙进行低周往复荷载试验,确定了试件的破坏过程和破坏形态、承载力、特征位移以及滞回耗能等特性,分析保温混凝土剪力墙的抗震性能.试验结果表明:不同配筋率试件的开裂荷载接近,增大剪力墙配筋率,试件的开裂荷载没有明显变化,屈服荷载和极限荷载均明显增大;增大配筋率,屈强比略有减小,抗震性能提高.     

Post-fire cyclic behavior of reinforced concrete shear walls

The effects of fire exposure, reinforcement ratio and the presence of axial load under fire on the seismic behavior of reinforced concrete (RC) shear walls were investigated. Five RC shear walls were tested under low cyclic loading. Prior to the cyclic test, three specimens were exposed to fire and two of them were also subjected to a constant axial load. Test results indicate that the ultimate load of the specimen with lower reinforcement ratio is reduced by 15.8% after exposure to elevated temperatures. While the reductions in the energy dissipation and initial stiffness are 59.2% and 51.8%, respectively, which are much higher than those in the ultimate load. However, this deterioration can be slowed down by properly increasing reinforcement due to the strength and stiffness recovery of steel bars after cooling. In addition, the combined action of elevated temperatures and axial load results in more energy dissipation than the action of fire exposure alone.     

配置600 MPa级高强钢筋T形柱抗震性能试验研究

600 MPa级钢筋是一种新型高强度钢筋,为研究该钢筋应用于异形柱结构体系的可行性,对7根不同轴压比、体积配箍率和钢筋强度的混凝土T形柱试件进行低周往复荷载试验,分别对其承载力、位移、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化和耗能性能进行研究,综合评估其抗震性能。研究结果表明：配置600 MPa级钢筋的混凝土T形柱具有良好的变形能力和承载能力,提高配箍率能有效提高试件的抗震性能,提高轴压比可以提高试件的承载力,但降低其变形能力。随着钢筋强度的提高,试件的承载力显著提高。     

钢板剪力墙抗震性能的试验研究

通过对非加劲、十字加劲、开洞和开洞开缝四组钢板剪力墙试件进行低周反复荷载试验,系统研究了这四种形式钢板剪力墙的整体抗震性能,对比分析其滞回曲线、承载能力、抗侧移刚度和延性等性能指标.试验结果表明:非加劲钢板剪力墙具有较高的抗侧移刚度和承载能力,而其滞回曲线却呈现出明显的捏缩效应;非加劲钢板墙设置了十字加劲肋后,其滞回曲线的捏缩效应基本没有改变,而内填钢板的抗侧移刚度和承载能力可大幅度提高;非加劲钢板墙开设了洞口或缝之后,内填钢板的抗侧移刚度和承载能力虽有所下降,但是其滞回曲线很饱满,改善了非加劲薄钢板墙在循环荷载作用时零位移附近的零刚度、甚至负刚度现象,显著地提高了其耗能能力.     

考虑剪切变形和弯剪相互作用的带翼缘剪力墙数值模型

提出了一种基于柔度法的考虑剪切变形和弯剪耦合效应的有限元模型,通过T形和L形剪力墙试件拟静力试验验证了模型的正确性.结果表明,所有试件的破坏形态为无翼缘腹板端部混凝土压碎、纵筋压曲的弯曲破坏;增强无翼缘腹板端部约束和边缘构件约束,可以防止其发生受压过早破坏;腹板和翼缘相交处未观察到明显的混凝土剥落现象,腹板和翼缘相交处...     

钢板带加强型型钢混凝土低矮剪力墙抗震性能试验研究

为进一步改善一字型内置竖向型钢混凝土低矮剪力墙的抗震性能,设计和完成了2个剪跨比为1.0的钢板带加强型内置竖向型钢混凝土低矮剪力墙低周往复水平加载试验,并与1个未设置钢板带的内置竖向型钢混凝土低矮剪力墙进行对比分析。试验结果表明：钢板带的设置使剪力墙的水平承载力有显著提升,极限位移角提高20%左右,满足了相关规范极限位移角大于1/100的要求;钢板带的设置使试件破坏模式发生变化,总耗能有大幅度提升;钢板带的设置要适度,不能过强,以免形成新的薄弱区。     

冻融环境作用下RC剪力墙抗震性能试验

为了解冻融环境作用下RC剪力墙的抗震性能,采用人工气候实验室对6片剪跨比为2.14的RC剪力墙试件进行冻融循环模拟试验,而后对其进行拟静力加载试验,得到了不同混凝土强度等级和不同冻融循环次数下冻融试件的滞回曲线,绘制出各个试件的骨架曲线,分析了混凝土强度和冻融循环次数对冻融试件强度、刚度、延性、耗能能力等抗震性能指标的影响.结果表明:相同混凝土强度的RC剪力墙随冻融循环次数的增加,承载力、位移延性系数和塑性转角显著降低,强度衰减和刚度退化幅度增大,累积耗能不断减小,抗震性能降低;经相同次数冻融循环的RC剪力墙随混凝土强度等级的提高,承载力和累积耗能增加,强度衰减和刚度退化幅度降低,而延性则先增加后减小,说明提高混凝土强度等级可改善冻融后RC剪力墙的抗震性能.     

基于神经网络的钢筋混凝土剪力墙抗剪承载力研究

神经网络(ANN)模型作为土木工程领域中一种有效的方法能够用于解决复杂的问题.基于试验数据采用神经网络对钢筋混凝土剪力墙的抗剪承载力进行预测,收集160个钢筋混凝土剪力墙在低周往复荷载下的试验数据,建立数据库,选取140个试验样本对ANN模型进行训练,20个试验样本进行测试验证.ANN1和ANN2有14个输入参数:混凝...     

带翼缘钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

通过结合多垂直杆的轴向刚度和剪切刚度来考虑多垂直杆中正应力对剪切刚度的影响,引入剪力滞后翘曲位移函数和材料动态损伤累积指标,建立能够考虑剪力滞后和材料连续损伤累积效应影响的短肢剪力墙非线性分析单元模型. 同时进行6组L形截面高强箍筋约束钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)短肢剪力墙拟静力试验研究,并对其滞回性能进行非线性数值模拟分析. 结果表明：无翼缘腹板端部密配较细直径的高强箍筋能够有效抑制纵筋屈曲和翼缘腹板端部混凝土受压产生的横向变形,从而显著提高短肢剪力墙的耗能能力和延性. 最后采用建立的非线性分析单元模型对所有试件进行非线性数值模拟分析,并与试验荷载-位移曲线结果进行比对,从而验证了非线性单元模型具有较高的模拟精度.