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。     

FRC连梁联肢剪力墙数值模拟及设计方法

运用有限元软件ABAQUS建立剪力墙数值模型,分别对2个对称双肢剪力墙试件和2个塑性铰区采用纤维增强混凝土(FRC)的悬臂剪力墙试件在低周反复荷载作用下的抗震性能进行数值计算,计算结果与试验结果比较吻合,表明该模型可较准确地分析FRC连梁联肢剪力墙构件在低周反复荷载作用下的抗震性能.利用所建立的数值模型,讨论了联肢墙中用FRC连梁替代普通混凝土连梁的优越性,并探讨了耦合率对FRC连梁联肢剪力墙抗震性能的影响.结果表明,用FRC替代普通混凝土作为连梁基体,可以显著提高联肢剪力墙结构的耗能能力和延性,增大其初始刚度,减缓刚度退化程度;随着联肢剪力墙耦合率的增加,联肢剪力墙的刚度和承载力提高,但当耦合率过大时,形成强连梁体系,结构的延性和耗能能力将显著下降.     

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.     

配置斜筋单排配筋混凝土双肢剪力墙抗震性能试验研究

在水平地震作用下,低轴压比的单排配筋混凝土剪力墙易在底部施工缝处产生剪切滑移现象,影响其耗能能力,在剪力墙底部配置斜向钢筋可以较好地避免此现象发生。为研究配置斜筋单排配筋混凝土双肢剪力墙的抗震性能,对3个1/2缩尺的单排配筋混凝土双肢剪力墙进行了拟静力试验,研究了在墙肢及连梁中配置斜筋对混凝土双肢剪力墙破坏机制与抗震性能的影响。对比分析了配置斜筋双肢墙与未配置斜筋双肢墙的破坏形态、滞回特性、承载力、延性、刚度和耗能能力。试验结果表明:在墙肢配筋量相同的条件下,在墙肢底部设置适量的斜筋,可提高双肢墙的延性和耗能能力,并对其破坏机制产生影响;在墙肢分布钢筋量不变条件下,在墙肢底部和连梁中增设斜筋,可明显提高双肢墙的延性和耗能能力。     

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。     

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。     

外置楼梯间一字形剪力墙稳定性分析与研究

为正确解决实际项目中外置楼梯间一字形剪力墙墙肢稳定性常用结构设计软件模拟失真的问题,本文选取了四个不同烈度、风压、高宽比且有代表性的实际项目,分析取消外置楼梯间一字形剪力墙的可行性,采用了改变一字形剪力墙厚度、改善连梁的损伤程度、一字形剪力墙外侧设置飘板三种不同方法。采用设计荷载值法加载分析,用有限元软件Midas Gen,按模型实际受力状态进行线性屈曲分析。结果表明,对于烈度较低、风压较小的区域,高宽比不大时,可以取消楼梯间一字形剪力墙;增加一字形剪力墙墙肢厚度,能提高其稳定性;连梁损伤程度越小,一字形剪力墙墙肢的稳定性越好;在一字形剪力墙外侧设置飘板,能大幅度提高其稳定性。     

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。     

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.     

钢筋混凝土延性联肢剪力墙结构的设计

介绍了钢筋混凝土联肢剪力墙结构设计预期的延性破坏机制,分析了钢筋混凝土联肢剪力墙结构的设计原则。结合强墙弱梁、强剪弱弯和其他构造措施等设计原则,从连梁和墙肢两个方面对钢筋混凝土延性联肢剪力墙结构的设计做了较为系统的总结和论述,以供实际工程设计参考。     

高层剪力墙结构连梁设计的探讨

连梁作为剪力墙结构中的重要构件,其合理设计具有重要意义。本文对联肢墙的破坏机制进行了阐述,提出了连梁超筋的解决方式,以及提高连梁延性的构造措施等建议。     

基于OpenSEES的带可更换构件的剪力墙结构的建模及参数分析

基于OpenSEES软件,针对剪力墙墙肢、可更换连梁和可更换剪力墙墙脚支座提出了相应的数值计算模型,与试验结果对比验证了数值模型的准确性。同时,针对一实际的三层联肢剪力墙结构,采用相应的数值模型进行建模分析,对比了带有不同可更换构件的剪力墙结构的抗震性能,重点研究了不同尺寸的可更换墙脚支座对于剪力墙结构性能的影响。结果表明,可更换墙脚支座的长度不超过单片墙长度的0.15倍时,以及高度不超过单层剪力墙高度的0.1倍时,剪力墙的强度和刚度不会降低太多,且延性更好。另外,相对于普通剪力墙和只配置有可更换连梁的剪力墙来说同时配置有可更换连梁和可更换墙脚支座的剪力墙其承载力和刚度有所下降,但是滞回耗能性能得到了一定提高。     

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。     

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。     

钢筋混凝土双肢剪力墙非线性静力有限元分析

利用有限元软件ABAQUS中的混凝土损伤塑性模型,采用分离式方法建立有限元模型,对钢筋混凝土双肢剪力墙进行了非线性分析;在与试验结果进行对比分析的基础上,选取了用于钢筋混凝土剪力墙非线性有限元分析的材料破坏准则和本构关系进行建模;通过数值计算,分析了轴压比、墙连梁跨高比、墙分布钢筋配筋率、边缘构件配筋率对钢筋混凝土双肢剪力墙的承载能力、延性、破坏形态等的影响。结果表明:轴压比、分布钢筋配筋率和连梁跨高比对钢筋混凝土双肢剪力墙的受力性能影响较为明显;边缘约束构件配筋率对墙体的影响较小。     

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。     

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。     

带自控连梁的双肢剪力墙振动台试验研究

本文通过带自控连梁的双肢剪力墙与普通剪力墙的振动台模型试验对比,进一步研究了自控连梁在动力作用下的抗震性能。对观测到的裂缝发展、破坏形式、自振频率和阻尼比的变化以及动力反应等进行了对比分析。结果表明:在弹性阶段,两模型的自振频率和阻尼比基本保持不变;当裂缝出现后进入弹塑性阶段时,带自控连梁剪力墙的阻尼比一直比普通剪力墙的高,并随着振动次数的增多,阻尼比增长更快一些;试验结束后,普通剪力墙的连梁和墙肢破坏严重,而带自控连梁的剪力墙基本完好。强烈振动时自控连梁开裂成两根小梁,通过其端部塑性铰的转动和上下小梁之间素混凝土凹槽中水平裂缝的错动摩擦消耗振动能量,延性好,有效地保护了墙肢。因此带自控连梁的双肢剪力墙具有良好的抗震性能。     

FRC对角斜筋小跨高比连梁改进设计有限元分析

在水平地震作用下,小跨高比连梁在达到所需延性之前易发生剪切失效,难以满足抗震设防要求。试验研究表明,纤维增强混凝土对角斜筋小跨高比连梁(FRC连梁)具有较好的延性。为了进一步提高小跨高比连梁的延性,提出在FRC连梁配筋基础上,在对角斜筋上增设拉筋、在受力纵筋靠近墙肢150mm长度范围内套上PVC套管、在对角斜筋上增设拉筋同时在受力纵筋靠近墙肢150mm长度范围内套上PVC套管三种改进方案,并建立有限元模型对三种改进方案进行对比分析。研究表明,三种改进方案均可提高FRC连梁延性和耗能能力,其中在对角斜筋上增设拉筋同时在受力纵筋靠近墙肢150mm长度范围内套上PVC套管的改进方案延性和耗能最大,相较原方案更易实现连梁为联肢墙结构第一道抗震设防防线的要求。     

关于剪力墙连梁设计的探讨

在剪力墙和框架-剪力墙结构中,墙肢之间、墙肢与框架柱之间的连系梁称为连梁。分析了剪力墙结构连梁的工作原理和破坏形式,提出了连梁的概念设计方法和抗震措施。