竖向分布筋不连接装配式剪力墙抗震性能试验研究

为解决如今装配式剪力墙安装过程中竖向钢筋接头数量多导致的安装难等问题,提出了一种新型竖向分布筋不连接装配式剪力墙(简称SGBL装配式剪力墙),其主要特点为墙体竖向分布钢筋断开连接,边缘构件主筋根据本文提出的等承载力设计方法进行加大以弥补抗弯承载力的损失.为研究SGBL装配式剪力墙墙体抗震性能,开展了4片足尺剪力墙试件的...     

竖向分布钢筋不连续的装配式剪力墙等强设计方法

为解决装配式剪力墙灌浆套筒构造施工难、存在安全风险的问题,提出一种竖向分布钢筋不连续并加粗两侧现浇区纵筋直径的装配式剪力墙体系。提出了该剪力墙的承载力计算式,并建立了30个有限元分析模型对其进行检验,结果表明,采用正截面承载力设计值对承载力的估计较为准确,且初始刚度与现浇剪力墙一致。为便于实际工程设计,提出了间接设计方法,即将现浇剪力墙按压弯等强和抗剪等强的配筋原则等效为装配式剪力墙,设计过程中,所有标准层剪力均按底层标准层进行等效配筋。通过对间接设计方法合理性分析,发现虽然按照“偏心受压等强替换”原则配筋的装配式剪力墙在低轴压比条件下承载力低于现浇剪力墙,但由于层间剪力较低,结构仍满足安全性要求。     

部分竖向分布钢筋套筒挤压连接的预制剪力墙抗震性能试验研究

为研究部分竖向分布钢筋套筒挤压连接的预制剪力墙的抗震性能,完成3个预制墙试件 和1个现浇墙试件的拟静力试验,其中,2个预制墙和1个现浇墙试件的部分竖向分布钢筋套筒挤 压连接,1个预制墙试件的全部竖向分布钢筋套筒挤压连接,试件的剪跨比为1.76、轴压比为 0.3,试件墙端按一级剪力墙底部加强部位构造要求配置箍筋。试验结果表明：预制墙试件和现 浇墙试件均以压弯破坏为主,位移角大于1/150时水平力-位移滞回曲线有一定捏拢,平均割线 刚度退化规律、耗能能力基本相同,预制墙试件的弹塑性变形能力、正截面受压承载力的安全 储备小于现浇墙试件,但其极限位移角大于1/70、正截面受压承载力试验值与计算值之比大于 1.1。位移角不大于1/75时,3个预制墙试件的水平力-位移滞回曲线差别不大、骨架线基本一致 。3个预制墙试件均达到《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)规定的小震、中震和 大震作用下结构抗震性能水准1、4、5对普通竖向构件的要求。     

竖向分布钢筋不连接装配整体式剪力墙抗震性能有限元分析

为解决装配整体式剪力墙竖向钢筋连接套筒灌浆存在的灌浆质量难保证、施工效率低等问题,提出了一种新型预制墙体竖向分布钢筋不连接装配整体式剪力墙结构(SGBL装配整体式剪力墙结构)体系。为确定SGBL装配整体式剪力墙最大设计轴压比限值和竖向分布钢筋断开后的设置需求,采用有限元数值模拟方法,考虑轴压比、竖向分布钢筋配筋率等参数,探究了各参数对SGBL装配整体式剪力墙抗震性能的影响。研究表明：与试验结果对比,精细化有限元模型合理;试件延性随轴压比增大显著降低,结合试验研究结果可取SGBL装配整体式剪力墙最大设计轴压比限值为0.5;竖向分布钢筋断开后,配筋率变化对剪力墙抗震性能影响较小,SGBL装配整体式剪力墙竖向分布钢筋可按照最小配筋率设置。     

竖向分布钢筋不连接装配整体式剪力墙结构弹塑性时程分析

竖向分布筋不连接装配整体式剪力墙(SGBL装配整体式剪力墙)特点包括：剪力墙中竖向分布钢筋在楼层处断开连接,两端边缘构件采用现浇做法同时加大主筋配筋,因此SGBL装配整体式剪力墙内部不需要采用传统的装配整体式剪力墙竖向钢筋连接方式,极大提高了施工效率。以某实际工程为研究对象,通过ETABS软件对SGBL装配整体式剪力墙结构模型开展动力弹塑性时程分析,验证了SGBL装配整体式剪力墙结构在大震作用下的抗震安全性。不同地震工况分析结果表明,罕遇地震工况下模型层间位移角满足弹塑性层间位移角1/120限值要求,SGBL装配整体式剪力墙结构模型底部坐浆层保持完好,满足安全性能要求。     

钢扣板竖向连接装配式剪力墙结构抗震性能研究

为研究钢扣板竖向连接装配式剪力墙结构的抗震性能,采用有限元软件ABAQUS建立模型并验证模拟方法的可靠性,对比了钢扣板竖向连接装配式剪力墙结构与同条件下现浇剪力墙结构的抗震性能,探讨其可行性。结果表明：钢扣板竖向连接装配式剪力墙结构与同条件下现浇剪力墙结构相比,延性、耗能能力、刚度退化能力较好,最大相差约28.8%;钢扣板竖向连接装配式剪力墙结构具有可行性,符合实际工程中的应用。     

竖向分布钢筋部分连接装配整体式剪力墙抗震性能试验及有限元分析

为研究竖向分布钢筋部分连接的装配整体式剪力墙的抗震性能,完成1个预制墙板部分分布钢筋采用预埋件焊接连接试件和1个预制墙板分布钢筋不连接试件的拟静力试验。试验结果表明：采用预埋件焊接连接试件裂缝分布均匀,滞回曲线相对饱满,承载力较高,抗震性能表现良好。采用ABAQUS软件对2榀试件进行有限元分析,得到试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线且与试验结果吻合较好。研究竖向边缘构件纵筋配筋率、连接钢筋直径、高宽比、轴压比、预埋焊板数量及位置等参数对试件抗震性能的影响,结果表明：竖向边缘构件配筋率、高宽比、轴压比对墙体承载力影响较大;预制墙板内连接钢筋直径对墙体承载力影响较小;预制墙板底部两侧合理布置预埋件可有效提升墙体的承载力及延性。     

剪力墙竖向不连续结构的震害与抗震设计概念

介绍在1971年美国圣费南多地震、1979年美国ElCentro地震、1995年日本阪神地震中,5个有代表性的剪力墙竖向不连续结构的震害。通过分析提出这种结构的一些抗震设计概念:部分框支剪力墙结构上部楼层的剪力墙仅部分在底部中断,转换为框架,有足够的剪力墙连续贯通落地,如设计合理,其抗震性能比较好,但如设计不当,仍难免发生严重或比较严重的震害;部分框支剪力墙结构抗震设计中需要加强的部位应包括底部及转换层以上1～2层的楼板、剪力墙和柱,结构的延性耗能机制宜呈现在加强部位以上的结构中;框架-剪力墙结构中的剪力墙一般不宜中断;框支柱设计中要注意上部刚性墙体地震倾覆力矩产生的框支柱轴向拉、压力的影响。     

装配式多层冷成型钢复合剪力墙结构分层次振动台试验研究

为促进多层冷成型钢结构的建筑工业化发展,提出了一种可模块化建造的装配式多层冷成型钢复合剪力墙结构体系(PM-CFS-CSWS),该体系将结构划分成柱模块(包括中柱模块、边柱模块和角柱模块)、墙体模块、组合楼板和连接件等部分,所有模块均可在工厂模数化生产,运输到现场后仅通过自攻螺钉装配连接成整体结构。以一栋振动台试验模型为实例说明PM-CFS-CSWS体系的构造方案、各模块间的连接技术和整个建造过程。试验中设计了4栋5层1∶2缩尺PM-CFS-CSWS振动台试验模型,并对模型结构开展了分层次振动台试验,分析试验现象以及结构在地震作用下的动力响应。结果表明,加强块节点、加强型和普通墙体可明显提高多层冷成型钢结构的抗震性能,所提出的多层体系基本满足我国抗震规范9度设防的要求,建议多层冷成型钢结构的弹塑性层间位移角限值可取为1/30~1/25。     

竖向分布钢筋不连接装配整体式剪力墙结构设计与施工

重点介绍了中国工程建设标准化协会标准《竖向分布钢筋不连接装配整体式混凝土剪力墙结构技术规程》(T/CECS 795—2021)编制的基本情况,阐述了该技术规程的特色和主要内容。该技术规程中对竖向分布钢筋不连接装配整体式剪力墙结构(SGBL装配整体式剪力墙结构)给出了准确定义。从理论、技术、软件三个角度总结了SGBL装配整体式剪力墙结构的先进性和科学性,阐述了该结构的可协同性及可操作性,详细解释了SGBL装配整体式剪力墙结构的结构构成、构件设计、连接与构造措施等,并对所涉及的构件生产、施工和验收流程作了详细说明,突出强调了坐浆施工及边缘构件施工相关的操作要求,为广大工程人员更好理解该技术规程提供参考。     

装配整体式剪力墙模型结构振动台试验研究

为了研究装配整体式剪力墙结构的抗震性能,设计并制作了1个12层1/5装配整体式剪力墙模型结构,选用3条地震波,通过振动台试验,研究了装配整体式剪力墙模型结构的动力特性、加速度放大系数、楼层剪力和位移及最大层间位移角等动力响应,并记录了裂缝形态。试验分析表明：模型结构的自振频率在完成第一阶段水准地震波输入后下降约20%;随峰值加速度增大,模型结构自振频率减小,加速度放大系数逐渐降低,楼层剪力逐渐增大;在塑性阶段,预制墙板顶部或底部与现浇楼板连接部位出现多条水平裂缝,且沿模型高度分布较为均匀,模型结构的非线性变形明显,层间位移角显著增大,自振频率显著降低;采用层间位移角对其进行抗震性能评价,在8度抗震设防时该结构具有良好的抗震性能,但应加强预制墙板与楼板的连接,增强其整体性,避免楼层通缝的出现。     

预制混凝土剪力墙隔震结构振动台试验研究

为研究预制混凝土剪力墙(PCSW)隔震结构的抗震性能,设计了1个1/4缩尺结构模型,通过改变边界条件形成两种结构,分别为PCSW隔震结构及非隔震结构,并对其进行振动台试验.通过对结构动力特性和地震反应的对比分析,研究了PCSW隔震结构的减震效果和耗能特性.结果表明:高阻尼隔震支座具有较小的水平刚度,降低了PCSW隔震结构的自振频率;高阻尼隔震支座具有良好的耗能性能,提高了PCSW隔震结构的阻尼比;随着输入峰值加速度的变化,PCSW隔震结构的频率和阻尼比具有良好的稳定性;PCSW隔震结构的加速度、层间位移、基底剪力隔震效果明显;在输入峰值加速度400 gal时,顶层绝对加速度减震率达65％,顶层层间位移减小率达60％,基底剪力隔震率达48％;随着输入峰值加速度的增大,PCSW隔震结构的基底剪力隔震率呈增加趋势.     

Shaking table test and numerical simulation of a superimposed reinforced concrete shear wall structure

A three‐story superimposed reinforced concrete shear wall structure model was designed to be tested on the shaking table in order to study its seismic performance with horizontal seams. Its failure mode and seismic performance of both the wall and seams were analyzed. The monolithic superimposed reinforced concrete shear wall was simulated by using ABAQUS, and the static pushdown calculation was carried out. The calculated results were compared with the test results to validate the finite element simulation, thus providing theoretical support for engineering practice. The results show that the new type of superimposed reinforced concrete shear wall structure can effectively transmit the seismic force and maintain the overall performance of the structure under various working conditions.     

预制钢筋混凝土剪力墙结构拟动力子结构试验研究

在预制钢筋混凝土剪力墙结构拟静力试验研究的基础上,采用等效力控制方法对足尺试验模型进行了拟动力子结构试验,研究该结构在地震作用下的破坏过程和变形能力,获得了模型下降段试验数据,给出了结构各层的位移时程曲线、层间滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线以及延性等,为该类结构在地震作用下的弹塑性分析提供了试验数据。试验结果表明：采用的水平连接技术是可靠的,能够很好地保证其在地震作用下连接性能;该结构模型属于延性结构,可以满足我国现行抗震设计规范7度设防区多道抗震设防的要求,符合“三水准”抗震设防目标,具有较好的整体抗震性能,经过合理设计可以在地震设防区使用。图15表5参15     

装配式高层混凝土空间网格盒式结构振动台试验研究

为研究装配式高层空间网格盒式结构的地震响应和破坏机理,设计并制作一栋15层55.5m高装配式盒式结构的1/8缩尺模型,并通过振动台试验输入6个水准共21个地震工况,研究高层装配式盒式结构在不同输入地震荷载下的宏观响应、加速度响应、位移响应。通过试验表明：高层装配式盒式结构在地震下有较好的结构性能,其在地震下位移呈现出剪切型特点,后期结构破坏时由于配筋及装配式施工带来的误差,使得最大位移出现位置上移,结构破坏集中于结构中上部分。整体结构的破坏主要为非主体结构构件破坏,破坏主要集中于层间梁两端,结构的完整性得以保存。即便在极大的输入地震响应下(PGA=1.0g),结构主体部分基本完好,仅个别层超过结构倒塌极限产生破坏,结构在地震下的耗能能力及安全性较好。     

世构体系框架结构模型振动台试验研究

为了研究预制预应力混凝土装配整体式框架结构(世构体系)抗震性能,以某实际工程世构体系框架结构为原型,对其底部两层进行缩尺模型振动台试验研究。观察试验模型在不同振动工况下的损伤及破坏情况,对模型在各水准地震作用下的动力特性、加速度、位移、应变及扭转反应进行分析,并根据试验现象与试验结果,对世构体系框架整体进行抗震性能的综合评价。结果表明：该预制装配框架体系在多遇地震作用下未出现明显损伤,在罕遇地震作用下节点核心区未出现裂缝,模型仍能保持较好的整体性,抗震性能良好;试验模型结构布置合理,地震作用下主要运动形式为平动;罕遇地震作用下,模型自振频率最大降幅为21.89%,最大层间位移角为1/122;虽然模型存在一定程度的损伤,但其弹塑性层间位移角均小于GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》中的限值,满足我国“小震不坏”、“大震不倒”的抗震设防目标。     

半刚性框架-屈曲约束钢板剪力墙结构振动台试验研究

为研究半刚性框架-钢板剪力墙结构的抗震性能,进行了1个缩尺比为1/3的单跨4层钢框架-屈曲约束钢板剪力墙的振动台试验。试验采用模拟地震动的方法,选取El Centro波、Taft波和一条人工合成波,分析在7度多遇至9度罕遇共计8个水平地震作用工况下结构的动力特性和动力响应。研究结果表明：在多遇地震作用下,结构无明显塑性变形;罕遇地震作用时,1、3层墙板大部分区格形成拉力带。随着地震激励的增大,结构刚度逐渐退化,9度罕遇地震输入后结构抗侧刚度最大降幅仅为12%;屈曲约束钢板墙作为第一道抗震设防防线,率先进入弹塑性工作阶段,吸收耗散地震能量,避免框架发生破坏;在多遇及罕遇地震作用下结构的层间位移角分别为1/476和1/68,均满足我国现行抗震规范对层间位移角限值的规定。结构整体表现出优异的抗震性能,满足我国“两阶段,三水准”抗震设防要求。     

超高层剪力墙(短肢剪力墙)-筒体结构整体模型振动台试验研究

本文以一栋超高层住宅大厦为结构原型,采用模拟地震振动台试验方法,对复杂体型超高层剪力墙(短肢剪力墙)-简体结构的动力特性、地震反应规律和开裂破坏形式等问题进行了系统研究。结果表明:复杂体型结构具有显著的扭转振动反应,易造成结构上部平面弯折处出现集中开裂破坏;结构短肢剪力墙的开裂破坏主要有短肢剪力墙中上部水平开裂、底部水平开裂以及短肢剪力墙局部压碎三种形式。建议适当加强结构薄弱部位的整体性和抗侧抗扭刚度,确保复杂体型超高层剪力墙(短肢剪力墙)-简体结构满足抗震设防要求。     

大跨隔震结构竖向地震响应的振动台试验研究

为研究大跨隔震结构竖向地震响应,首先对一大跨网架隔震结构1∶20的缩尺模型进行了振动台试验,对比研究隔震前后模型的动力特性及其在双向和三向地震动输入下的加速度及位移等动力反应,进而对大跨隔震结构的网架和一般楼层(首层和转换层)的竖向减震效果进行了分析。结果表明大跨隔震结构的网架在双向地震和三向地震输入下都具有非常明显的水平减震效果,且减震率大于一般楼层;大跨隔震结构的一般楼层基本没有竖向减震效果,而在输入地震强度比较小的情况下网架竖向加速度基本没有减小,甚至稍有放大,但随着输入地震强度的增加,网架的竖向加速度减震率逐渐提高;对于网架的竖向位移响应,基础隔震模型在罕遇地震下有较明显的减震效果。最后建立了相应大跨隔震结构与非隔震结构的有限元分析模型,并对隔震支座进行参数优化,结果表明屈重比取4%～6%时,大跨网架隔震结构具有较小的基底剪力。