基于试验数据的带暗柱受弯破坏钢筋混凝土剪力墙极限位移计算方法研究

建立了1个包含151个带暗柱钢筋混凝土剪力墙的试验数据库,筛选出89个受弯破坏试件数据,综合已有研究的5种混凝土应力-应变模型和4种塑性铰长度模型,考虑剪切位移在受弯破坏剪力墙总位移中所占的比例,提出带暗柱剪力墙极限位移的具体计算方法,将这5种应力-应变模型和4种塑性铰模型两两组合,得到20种组合计算模型的计算结果,与所收集的受弯破坏剪力墙试验数据进行对比,得到最适合计算受弯破坏剪力墙极限位移的模型。结果表明,混凝土应力-应变模型以Saatcioglu模型最为准确,塑性铰长度模型以Paulay模型最为准确,两者组合得到的极限位移计算值在20种组合计算模型中最为准确,最适用于计算受弯破坏钢筋混凝土剪力墙极限位移。基于试验数据,在Saatcioglu模型和Paulay模型的基础上,对计算模型进行调整修正,与试验对比后发现,修正模型比Saatcioglu模型和Paulay模型组合更符合试验数据,平均值基本不变,但变异系数减小,可较为准确地计算受弯破坏钢筋混凝土剪力墙极限位移。     

RC剪力墙水平变形能力计算方法研究

利用Legeron混凝土本构模型和Paulay塑性铰长度计算模型,并考虑剪切位移影响,提出了钢筋混凝土剪力墙极限位移计算方法,同时给出相应的计算公式,与试验对比后发现用该方法计算得到的极限位移与试验非常接近,计算方法准确合理。     

钢筋混凝土剪力墙塑性铰长度计算模型研究

钢筋混凝土剪力墙塑性铰长度对剪力墙延性和耗能能力有重要影响,而已有的剪力墙塑性铰长度计算模型给出的主要影响因素各有不同。为了准确确定剪力墙塑性铰长度的主要影响因素,选取88片不同配筋参数下剪力墙的分析模型,用有限元分析软件ABAQUS系统地分析不同剪跨比、轴压比和配筋率对塑性铰长度的影响,进而用MATLAB软件回归分析单一因素对塑性铰长度影响,在此基础上,进一步拟合提出了多参数综合影响下的塑性铰长度计算模型。与已有的剪力墙试验数据进行对比,拟合的模型计算所得的极限位移相对误差在15%以下,计算结果与试验结果吻合良好。     

基于性能的钢筋混凝土剪力墙受弯破坏变形限值的研究

为了确定钢筋混凝土剪力墙构件在不同性能状态下的变形能力,根据基于性能的抗震设计理论,结合20世纪70年代以来国内学者在钢筋混凝土剪力墙延性方面的试验研究结果,对120片以受弯破坏为主的钢筋混凝土剪力墙试件在不同性能状态下的延性性能进行分析,同时结合国内外规范中的相关规定,分别推导和拟合出剪力墙试件在各性能目标下截面曲率和塑性位移角的计算公式。同时根据地震超越概率分布特点得出适合GB 50011-2001《建筑抗震设计规范》（2008年版）的、轴压比为0≤n≤0.4的剪力墙在各性能目标下塑性位移角限值,并与美国相关规范中对应的目标位移限值进行比较和分析,为我国基于性能的钢筋混凝土剪力墙抗震设计提供相关参考。     

钢筋混凝土柱极限位移的计算方法及试验研究

为了研究高轴压比下钢筋混凝土柱的变形,对4个钢筋混凝土柱分别进行低周反复和单调加载试验。通过对塑性铰区域局部变形的测量,研究了塑性铰区域的弯曲变形、剪切变形和粘结滑移变形所产生的侧移在柱中总侧移中所占的比例,结果表明:即使对于剪跨比较大的试件,其剪切变形和粘结滑移变形仍不能简单地被忽略。根据试验结果,提出了等效屈服曲率和极限曲率的计算方法,推导出了考虑弯曲变形、剪切变形和粘结滑移变形影响的极限位移计算公式,计算结果与试验结果符合较好。     

钢筋混凝土缺角板受弯性能试验研究

为了研究混凝土缺角板的受弯性能,设计制作了角部不同开孔大小的7块钢筋混凝土四边简支板,并进行了静力受弯性能试验。结果表明：缺角板跨中区域钢筋先于板四周区域钢筋屈服,随后屈服范围不断扩展并往四角延伸,最终板顶缺角处沿与板边大致成45°方向的混凝土被压碎;开孔系数(板角所开孔洞边长与跨度的比值)为0.05、0.08、0.10、0.12、0.15和0.20的缺角板极限荷载较矩形板的极限荷载分别降低5.98%、10.35%、21.37%、23.63%、38.50%和49.29%,开裂荷载、屈服荷载基本随开孔系数的增大而降低。根据钢筋混凝土板塑性极限分析的塑性铰线法,对6块不同开孔系数混凝土缺角板提出了4种塑性铰线模式,并利用虚功原理建立缺角板极限荷载计算公式,极限荷载计算值与试验值吻合较好,验证了所提出的塑性铰线模式的合理性,及利用虚功原理建立缺角板极限荷载计算公式的可行性。引入一个与开孔系数相关的系数对塑性铰线模式进行简化,简化公式得出的计算值与试验值吻合较好。     

钢筋混凝土受弯构件塑性铰的试验研究

总结了影响钢筋混凝土受弯构件等效塑性铰区长度的主要因素 ,建立了以临界截面到反弯点的距离z和剪应力密度r为参数的等效塑性铰区长度计算公式 ,为超静定钢筋混凝土结构的塑性设计提供了参考依据     

锈蚀钢筋混凝土梁正截面受弯破坏模式及承载力简化计算方法

为快速准确评估受拉纵筋锈蚀对钢筋混凝土梁正截面受弯承载力的影响,采用解析方法计算受弯破坏时锈蚀钢筋混凝土梁正截面应力和应变分布,识别并定义锈蚀钢筋混凝土梁的3个界限锈蚀率和6种正截面受弯破坏模式,提出预判破坏模式再计算承载力的锈蚀钢筋混凝土梁正截面受弯承载力简化计算方法。采用该简化方法,计算相关文献中235根锈蚀钢筋混凝土梁的正截面受弯承载力,并与试验结果对比,验证该简化方法的准确性。通过两个算例,分别研究初始超筋梁和初始适筋梁的正截面受弯破坏模式及承载力随受拉纵筋锈蚀率的变化规律。研究结果表明：随着受拉纵筋锈蚀率的增大,初始超筋钢筋混凝土梁的正截面受弯破坏模式按照从“类似超筋”、“类似适筋”、“类似超筋”到“类似少筋”依次转变;初始适筋钢筋混凝土梁的正截面受弯破坏模式按照从“类似适筋”、“类似超筋”到“类似少筋”依次转变;钢筋混凝土梁正截面受弯承载力近似呈多段线性降低,最终退化为素混凝土梁的开裂弯矩,转折点位置为界限及临界锈蚀率。     

钢筋混凝土受弯构件的加固方法研究

总结阐述钢筋混凝土受弯构件常用的若干加固方法 ,并对每种方法的特点进行分析 ,提出计算要点和施工要求。     

基于桁架-拱模型的钢筋混凝土柱受剪承载力计算

基于桁架-拱模型对钢筋混凝土柱受剪机理进行研究,分析在压弯荷载作用下钢筋混凝土柱受剪承载力组成及其计算方法。分别计算混凝土裂缝间骨料咬合作用、箍筋及拱作用的受剪承载力贡献,同时考虑柱受剪承载力随延性增长而降低的特性,建立基于延性的钢筋混凝土柱受剪承载力计算公式。通过与收集的68根柱剪切破坏试验数据及其他受剪承载力计算模型的比较,验证了所提模型的可靠性和适用性。     

基于抗剪抵抗机构的RC开洞剪力墙极限承载力分析

以建立基于抗剪抵抗机构和破坏模式的钢筋混凝土(RC)开洞剪力墙的极限承载力分析模型为目的,将开洞剪力墙的抗剪机构简化为:剪力墙洞口左侧倾角为θ2的斜向混凝土压杆a2、洞口右侧倾角为θ1的斜向混凝土压杆a1、混凝土压杆a1和a2范围内的纵横向分布钢筋四部分组成。基于剪力墙的压杆抵抗机构,推导了RC开洞剪力墙的极限承载力计算公式,并编制了计算程序,对20片不同配筋、不同几何尺寸和受力状态的RC开洞剪力墙进行了极限承载力分析,理论计算和试验结果吻合较好,可以得出该分析模型能够较好地反映RC开洞剪力墙的极限承载力特性,可供RC开洞剪力墙抗剪承载力验算参考。     

圆形钢筋混凝土桥墩等效塑性铰长度

基于桥墩极限位移三分量模型,从弯曲、剪切和纵筋滑移变形等三方面分析了桥墩塑性铰长度的主要影响参数;通过40个圆形钢筋混凝土桥墩试验数据的分析,建议了桥墩塑性铰长度的理论公式及经验公式;并对建议及各规范的塑性铰长度公式进行了模型桥墩、足尺桥墩和实桥桥墩的验证。结果表明：钢筋混凝土桥墩塑性铰长度主要随墩高、截面高度、材料特性参数（fydb/fc′）及纵筋率的增大而增大,与轴压比、配箍率等关系不大;与试验结果相比,就平均意义而言,各国规范塑性铰长度计算结果偏于安全,但均有较大的离散性,日本JRA规范最为保守,中国《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01—2008）较美国Caltrans规范及欧洲Eurocode8规范保守;建议的塑性铰长度理论公式与日本JRA规范相当,建议的塑性铰长度经验公式在平均意义上与美国Caltrans规范及欧洲Eurocode8规范一致,但具有较小的变异系数和较高的保证率,优于其他公式。     

钢筋混凝土带暗支撑双肢剪力墙抗震性能试验研究

提出了一种新型钢筋混凝土延性双肢剪力墙,即带暗支撑双肢剪力墙,进行了3个四层双肢剪力墙1/4缩尺模型的抗震性能试验研究。较系统地分析了结构的刚度及其衰减过程,以及承载力、延性、耗能、破坏机制和破坏特征等。试验结果表明在连梁中加配交叉斜筋对提高承载力和延性效果显著,但对两道抗震防线的控制不太理想;两墙肢加设暗支撑后,两墙肢抗震能力明显增强,有明确的两道抗震防线,同时结构整体变形和耗能能力显著增强,带暗支撑双肢剪力墙的关键在于合理地控制了剪力墙的破坏机制。文中还建立了带暗支撑双肢剪力墙的力学模型、承载力计算公式,计算结果与实测值符合较好。     

方钢管混凝土暗柱内嵌钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

以某超高层建筑核心筒剪力墙结构为原型,对两端为方钢管混凝土暗柱的内嵌钢板 高强混凝土组合剪力墙进行了拟静力试验研究。试验设计了3个剪跨比为2.0、设计轴压比为0.5的1∶7模型试件,主要变化参数为混凝土强度等级和含钢率。试验结果表明：试件的破坏形态主要为暗柱钢板竖向焊缝开裂、暗柱内混凝土压溃和底部外包钢板局部屈曲,墙中部混凝土的弯剪斜裂缝发展不明显;3个试件的滞回曲线都较为饱满,具有较高的耗能能力,承载力极限状态时的等效黏滞阻尼系数约为0.22;3个试件的屈服位移角平均值为1/214,极限位移角平均值为1/58,延性系数平均值为3.77;在整个加载过程中,弯曲变形和剪切变形对顶点位移的贡献比例基本保持不变,由剪切变形产生的顶点位移约占总顶点位移的20%。     

Experimental study on seismic behavior of mid-rise RC shear wall with concealed truss

In this paper, mid-rise shear wall with concealed truss was proposed. This new composite shear wall includes two kinds of composition: one is the composition of two bearing systems, including truss and shear wall, and the other is the composition of two materials, including steel and concrete. Therefore, it is a double composite shear wall. The experimental study on the seismic behavior of six 1/3 scale mid-rise shear walls, including an ordinary mid-rise shear wall, a mid-rise shear wall with steel frame, and four mid-rise shear wall with concealed truss made of different materials, was studied. Based on the experimental study, the stiffness and its attenuation, bearing capacity, ductility, hysteretic property, energy dissipation, and failure phenomena of each shear wall were contrastively analyzed. The formulas of bearing capacity and stiffness were established. The results obtained from the formulas and those from experiment are in good agreement. Some suggestions for seismic design of shear wall are given in this paper. The experimental results show that the seismic behavior of the mid-rise shear wall with steel frame and that of every truss with different materials is obviously improved.     

钢筋混凝土带暗支撑双功能低矮剪力墙抗震性能试验研究

本文提出了带暗支撑剪力墙,并将其与双功能剪力墙组合应用,通过6个1/3缩尺的低矮剪力墙模型的低周反复荷载试验,重点分析了不同设计型式剪力墙的承载力、刚度及其衰减过程、延性、耗能、滞回特性和破坏特征,给出了承载力计算方法,计算结果与实测值符合较好。加设暗支撑可明显改善低矮剪力墙的抗震性能。     

RC剪力墙地震损伤试验研究

为了研究地震作用下RC剪力墙的损伤演化过程,通过改变轴压比、边缘配箍、混凝土强度和加载方式,对9榀RC剪力墙试件进行单调与低周反复加载试验,考察试件经历不同次数循环加载后其损伤及其力学性能的变化规律,从损伤的角度分析不同设计参数及加载方式对试件荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、强度和刚度退化、变形能力、累积滞回耗能等的影响,同时探讨试件残余变形与位移幅值的关系。结果表明,随着循环次数和位移幅值的增加,试件损伤逐渐累积,使其刚度、强度逐渐退化,耗能能力以及极限变形能力不断降低;变幅循环加载下试件的损伤发展呈先缓后急的特点,而常幅循环加载下试件的损伤演化过程较为缓慢,损伤发展速率较为平稳。研究结果为进一步建立能够描述RC剪力墙损伤程度的地震损伤模型,揭示损伤对RC剪力墙力学性能的影响提供试验支撑。     

Experiment and calculation on seismic behavior of RC composite core walls with concealed steel truss

To improve the seismic performance of reinforced concrete core walls, reinforced concrete composite core walls with concealed steel truss were proposed and systemically investigated. Two 1/6 scale core wall specimens, including a normal reinforced concrete core wall and a reinforced concrete composite core wall with concealed steel truss, were designed. The experimental study on seismic performance under cyclic loading was carried out. The load-carrying capacity, stiffness, ductility, hysteretic behavior and energy dissipation of the core walls were discussed. The test results showed that the seismic performance of core walls is improved greatly by the concealed steel truss. The calculated results were found to agree well with the actual measured ones. __________ Translated from Journal of Beijing University of Technology, 2008, 34 (4): 379–386 [译自: 北京工业大学学报]     

型钢混凝土中高剪力墙正截面受弯的开裂荷载和极限荷载的计算方法

为了研究两种型钢混凝土剪力墙(内置型钢框架的混凝土剪力墙和内置型钢桁架的混凝土剪力墙)在受弯情况下的正截面受力状态,以这两种型钢混凝土中高剪力墙和普通钢筋混凝土中高剪力墙在无轴力作用下的单调和反复水平加载试验为基础,通过力学分析和参考现有规范,主要考虑型钢组件对墙体受弯性能的影响,提出了此两种型钢混凝土中高剪力墙在受弯状态下正截面开裂荷载和极限荷载的计算方法,进一步提出了简化计算方法,并将计算结果与试验结果进行比较验证,为此种构件的工程设计提供算法。