基于变形理论的剪力墙轴压比限值研究

根据变形能力计算不同位移延性需求剪力墙轴压比限值。由剪力墙位移延性推导曲率延性,由屈服曲率和曲率延性计算墙体极限曲率,根据箍筋约束混凝土应力-应变关系确定剪力墙边缘构件混凝土的极限压应变,确定剪力墙位移延性轴压比限值。     

钢筋混凝土梁对应于各地震损伤状态的变形计算

对以受弯为主的钢筋混凝土梁对应于5个主要损伤状态(屈服、混凝土保护层压碎、剥落、纵向受力钢筋屈曲、极限状态)的变形进行了研究.首先通过对梁截面的弯矩-曲率关系分析建立了各损伤状态下梁截面受压区高度的计算方法.接着,利用在另文中得到的钢筋混凝土柱在各损伤状态下的截面压区边缘的混凝土应变大小,采用平截面假定和钢筋混凝土受弯构件的塑性铰理论建立了钢筋混凝土梁对应于各损伤状态的变形计算公式.文中提出的方法可为钢筋混凝土梁基于位移的抗震设计和抗震性能评价提供依据.     

高层配筋砌块砌体剪力墙的延性设计研究

针对配筋砌块砌体的特点,采用数值计算的方法确定配筋砌块砌体剪力墙的屈服曲率和极限曲率,并建立剪力墙曲率延性比和位移延性比的关系。根据计算结果,讨论轴压比、剪跨比、边缘钢筋屈服强度、腹板竖向钢筋的抗力、砌体的抗压强度和极限压应变对剪力墙位移延性的影响,其中限制轴压比、设置约束边缘构件是提高剪力墙延性的有效途径。通过推导出的轴压比限值的近似公式,分析各因素对轴压比限值的影响,并建议采用约束砌块砌体和约束混凝土作为约束边缘构件以提高墙的延性。结合高层建筑工程实际,分析确定不同约束边缘构件的矩形截面和工字形截面剪力墙的轴压比限值,提出约束边缘构件的构造要求和实用的设计建议。     

竖向钢筋套筒挤压连接的预制钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

对4个剪跨比为2.11,竖向钢筋套筒挤压连接的预制钢筋混凝土剪力墙试件进行了拟静力试验。其中,3个试件为一字形截面剪力墙,轴压比分别为0.5、0.6和0.2;1个试件为T形截面剪力墙,轴压比为0.5。试验结果表明：剪力墙以压弯破坏为主,边缘构件竖向钢筋受拉屈服、墙底两端混凝土受压破坏;水平荷载 位移滞回曲线有一定程度捏拢;一字形截面剪力墙及T形截面剪力墙翼缘端受压时极限位移角不小于1/80,T形截面剪力墙腹板端受压时极限位移角为1/110;对于偏心受压承载力试验值与GB 50010-2010规范公式计算值之比,一字形截面剪力墙约为1.20,T形截面剪力墙翼缘端受压和腹板端受压时分别为1.04和1.11;套筒挤压连接能有效传递钢筋拉、压荷载作用。竖向钢筋套筒挤压连接的预制钢筋混凝土剪力墙的抗震性能满足现行规范的要求。     

无约束边缘构件混凝土剪力墙的轴压比限值研究

混凝土剪力墙轴压比限值的确定方法是目前尚未很好解决的问题之一。通过理论分析和数值计算,研究不设置约束边缘构件时矩形截面剪力墙的轴压比限值。研究结果表明:在混凝土极限压应变给定时,影响无约束边缘构件混凝土剪力墙轴压比限值的主要因素为剪力墙的高宽比和顶点目标位移角值,混凝土强度、竖向分布钢筋强度和配筋率的影响较小。据此提出了根据剪力墙的高宽比和顶点目标位移角值确定其轴压比限值的方法。方法简单实用,可供修订规范时参考。     

型钢混凝土剪力墙基于位移的变形能力设计方法

为了研究型钢混凝土(SRC)剪力墙的变形能力,利用其截面变形条件和平衡条件,建立了截面的屈服曲率与极限曲率的计算公式,并根据剪力墙曲率延性系数与位移延性系数的关系,用数值分析方法计算了SRC剪力墙的位移延性系数。通过计算分析,得到了SRC剪力墙的轴压比、边缘约束区箍筋配箍特征值、墙体高宽比与位移延性系数之间的关系。研究结果表明,适当增加SRC剪力墙约束钢筋的配箍特征值及限制墙体轴压比,可以提高SRC剪力墙的位移延性。给出了满足具体延性需求、对应各种轴压比情况下的SRC剪力墙边缘约束区箍筋最小配箍特征值。     

自密实混凝土叠合剪力墙屈服位移计算方法

在平截面假定的基础上,根据自密实混凝土(SCC)叠合剪力墙的受力特点,提出了其顶端屈服位移的计算方法,并用5个SCC叠合剪力墙试件的屈服位移试验值进行验证。通过计算分析,得到了轴压比、混凝土强度、分布钢筋的配筋率、锚固钢筋的配筋率与SCC叠合剪力墙屈服位移之间的关系。研究结果表明:在设计中选择经济合理的锚固钢筋配筋率、限制SCC叠合剪力墙的轴压比以及适当增加混凝土强度可以提高墙体在屈服状态的变形能力;提出的计算方法合理可靠,求得的计算值与试验值吻合较好。     

碳纤维受弯加固梁变形性能研究

共进行了9个、收录了6个碳纤维加固梁受弯试验,通过研究发现,加固梁在纵筋屈服前,截面应变基本符合平截面假定,屈服后,平截面假定误差较大;碳纤维加固后,梁的屈服曲率、位移有所提高,极限曲率、位移基本呈降低趋势,曲率延性系数μφ、位移延性系数μ△降低;沿梁长均匀分布U型箍对梁的延性的降低有改善作用;提出屈服曲率和极限曲率（并考虑箍筋影响）的计算公式,与试验结果作比较,验证公式的有效性.根据一定的延性要求,推算出矩形截面梁加固的最大纤维用量公式.     

高轴压比钢骨混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为研究高轴压比钢骨混凝土剪力墙的抗震性能,完成了6片剪跨比为2.43、轴压比试验值为0.33~0.35的钢筋、钢骨和钢管混凝土剪力墙试件的往复水平力加载试验。试验表明:试件的纵筋和钢骨(钢管)受压屈服先于受拉屈服。试件的破坏形态为底部混凝土压碎剥落,约束边缘构件内的纵筋和钢骨(钢管)压曲,试件丧失竖向承载力。钢骨和钢管提高了试件的正截面承载力,且随位移增大试件能稳定地保持最大承载力。配置工字钢、槽钢和方钢管的试件的极限位移角为1/73~1/59,与钢筋混凝土试件基本相同;配置圆钢管的试件的极限位移角达1/44,墙端约束边缘构件配置圆钢管对提高高轴压比剪力墙的变形能力有显著作用。根据试验结果,提出了高轴压比钢骨混凝土剪力墙屈服、承载力极限状态和变形极限状态的截面应变、应力分布,建立了正截面承载力的计算式和顶点水平位移计算式,计算结果与试验结果符合较好。     

高强混凝土剪力墙受弯承载力研究

通过4片高强混凝土剪力墙及参考国外6片剪力墙试验资料,研究弯曲屈服后剪压破坏性能,分析了墙的受弯承载力,探求一个简洁的高强混凝土剪力墙压、弯、剪作用下正截面受弯承载力计算公式,该简化计算公式比较符合试验结果。     

保温砌模混凝土网格墙抗震性能试验研究

介绍了8片剪跨比为1.96～3.06的保温砌模混凝土网格墙和1片实体墙在轴力和往复水平力作用下的试验,以及3片网格墙的轴压试验。结果表明,剪跨比较大的保温砌模网格墙在轴力和往复水平力共同作用下,墙端纵筋受拉屈服,边缘混凝土压碎,墙的中下部连梁剪切破坏;破坏时裂缝较分散;极限位移角大于1/100,位移延性系数大于3;截面长的网格墙的弹性刚度、屈服时的割线刚度和正截面承载力大,墙端组合柱对提高刚度和正截面承载力有显著作用;一般层高的网格墙在重力荷载作用下不会发生平面外失稳破坏。有限元计算表明,网格墙在轴力和水平力作用下的正应力分布与实体墙总体上一致;可按现行规范有地震作用组合的剪力墙正截面承载力公式计算网格墙的承载力。工程算例表明,保温砌模现浇承重墙体系可以满足8度抗震设防的9层住宅承载力要求和抗震墙结构小震时的层间位移角要求。在研究的基础上,提出了保温砌模现浇承重墙体系的抗震设计建议。     

高轴压比下内置钢板高强混凝土组合剪力墙#br# 抗震性能试验研究

内置钢板混凝土组合剪力墙主要应用于超高层建筑结构中,是主要的抗侧力构件,其底部剪力墙往往承担巨大的竖向荷载,轴压比和混凝土强度是影响其抗震性能的主要因素。为研究内置钢板高强混凝土组合剪力墙在高轴压比下的抗震性能,进行2个剪跨比为2.28的组合剪力墙试件拟静力试验,设计轴压比分别为0.6和0.8,C70混凝土。研究组合剪力墙在低周反复荷载作用下的受力性能和破坏模式,分析轴压比对抗震性能的影响。结果表明：2个试件最终均发生压弯破坏,破坏截面基本符合平截面假定,滞回曲线均较饱满,耗能性能良好,同时具有比较稳定的水平承载力;随着轴压比增大,组合剪力墙的水平承载力、初始刚度和耗能能力增大,侧向变形能力有所降低,但屈服位移角仍大于1/120,极限位移角为1/46。研究可为内置钢板高强混凝土组合剪力墙的工程应用提供理论参考。     

钢筋混凝土剪力墙塑性铰区受剪承载力分析

在已有试验研究的基础上,采用桁架-拱模型对钢筋混凝土剪力墙塑性铰区的受剪机理进行了研究。引入了考虑轴压比的混凝土强度有效系数;分析了剪力墙截面极限转角、水平分布钢筋、桁架与拱模型倾角等因素对剪力墙受剪承载力的影响;并在此基础上建立了剪力墙塑性铰区受剪承载力计算公式。理论研究与试验分析表明:基于桁架-拱模型的剪力墙受剪承载力公式具有一定的理论依据和实用价值,满足实际工程计算需要。     

高轴压比下钢管高强混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

通过在约束边缘构件位置和截面中部设置多根钢管,形成了一组不同钢管布置形式的钢管高强混凝土组合剪力墙。通过对8片剪跨比为2.08的剪力墙试件在高轴压比（0.40~0.62）下的低周往复加载试验,研究其破坏形态、承载力、变形能力、滞回性能等。试验结果表明：试件的破坏形态为压弯作用下的受弯破坏,墙体根部混凝土压溃范围为整个试件宽度和300~400mm高度,钢管与混凝土之间没有出现明显的黏结滑移;在峰值荷载前,试件的截面应变分布基本符合平截面假定;与钢筋混凝土剪力墙相比,设置钢管后在轴向压力最大增加19%的情况下,受弯承载力提高了21%~43%,试件的屈服位移角达到1/300,峰值荷载时位移角不低于1/100,极限位移角达到1/75,个别试件接近1/40,变形能力提高了约30%,试件的滞回性能明显改善,表明所设计的钢管高强混凝土剪力墙具有良好的抗震性能和抗倒塌能力。     

钢管高强混凝土剪力墙拉剪性能试验研究

进行了9个高宽比不大于1的钢管高强混凝土剪力墙试件的拉剪性能试验,研究了剪力墙中钢管高强混凝土含量、高宽比（剪跨比）、竖向分布筋配筋率、管外混凝土强度、初始拉力水平等因素对其在拉力和剪力共同作用下受力性能的影响。试验结果表明,钢管高强混凝土剪力墙在高轴拉力作用下仍具有很高的受剪承载力和良好的延性。在统计分析的基础上,提出了钢管高强混凝土剪力墙拉剪承载力计算式,计算结果与试验结果吻合良好。     

高轴压比钢管混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为研究约束边缘构件内配置圆钢管的钢管混凝土剪力墙的抗震性能、探讨钢管混凝土剪力墙的轴压比限值及其约束边缘构件的配箍要求,完成了6个剪跨比大于2.0的高轴压比钢管混凝土剪力墙试件和1个钢筋混凝土剪力墙试件的拟静力试验。试验结果表明：剪力墙的破坏形态为压弯破坏及底部混凝土压溃而丧失竖向承载能力;钢管混凝土剪力墙的开裂水平力、名义屈服水平力、正截面受弯承载力和变形能力均比相同参数的钢筋混凝土剪力墙大;配置双钢管剪力墙的变形能力大于配置单钢管的剪力墙,约束边缘构件为端柱的剪力墙的变形能力大于约束边缘构件为暗柱的剪力墙;正截面受弯承载力试验值大于计算值。根据试验结果,提出了钢管混凝土剪力墙的设计建议。图9表7参13     

短肢PEC组合剪力墙的数值模型及公式拟合

PEC组合剪力墙是一种新型装配式剪力墙,具有承载力高、延性好、构造简单等优点。首先,基于纤维模型、部分约束混凝土及钢材的精确本构关系,研究了短肢PEC组合剪力墙弯曲变形及剪切变形的计算方法,在此基础上编制了短肢PEC组合剪力墙荷载-位移曲线的数值计算程序,并通过与已有试验及有限元分析结果的对比验证了该程序的准确性。然后,基于该程序对6480个不同截面参数的剪力墙进行了数值计算,分析了轴压比、剪跨比、含钢率、材料强度等关键参数对PEC组合剪力墙等效抗弯刚度和极限位移角的影响,拟合了短肢PEC组合剪力墙等效抗弯刚度及极限位移角的计算公式。对拟合公式的统计分析表明,等效抗弯刚度和极限位移角的计算公式满足精度要求,可用于指导短肢PEC组合剪力墙的设计。最后,基于规范对剪力墙结构弹塑性位移角限值的规定,提出了短肢PEC组合剪力墙轴压比限值的计算公式。     

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。     

钢管高强混凝土剪力墙受剪性能试验研究

为研究钢管高强混凝土剪力墙的受剪性能,设计制作了两批共32个小剪跨比（λ为0.3、0.56、0.8）钢管高强混凝土剪力墙试件并进行单向静力加载试验,分析了剪跨比、管外混凝土强度、轴压比、截面类型、水平分布筋配筋率和竖向分布筋配筋率对各试件受剪承载力、变形能力及其对试件破坏形态的影响。试验结果表明：钢管高强混凝土剪力墙作为组合构件,通过钢管外的抗剪环筋传递界面剪力,能够很好地协同受力,且具有初始刚度大、承载能力高的特点;剪跨比为0.56、0.80的试件,其破坏始于管外混凝土的斜压破坏;剪跨比为0.30的试件,其破坏形态为管外混凝土斜裂缝发展、贯通,墙体受压侧底部水平分布筋处混凝土错动、脱落,具有直剪破坏的特征;各试件破坏时均具有一定的变形能力。基于对试验结果的统计分析,提出了钢管高强混凝土剪力墙的受剪承载力计算式,计算值与试验值吻合良好,可为工程设计提供参考。