钢框架开洞钢板剪力墙滞回性能分析

利用有限元软件ANSYS建立了单跨两层钢框架-开洞钢板剪力墙结构的有限元模型,对模型进行滞回性能分析,获得不同高厚比、不同开洞大小、不同竖向荷载下的滞回曲线,结果表明:随着钢板厚度的增加,结构的耗能能力逐渐提高;随着钢板洞口宽度的增加,结构的耗能能力逐渐降低;当竖向荷载较小时,不同竖向荷载对结构的滞回性能影响很小。     

框支密肋复合板低周反复加载试验

为了研究底部大空间框支密肋复合板结构的抗震性能,进行2榀底部框架、上部密肋复合墙板结构1/2比例模型低周反复加载试验。对比分析了开洞与未开洞的框支密肋复合板结构在低周往复荷载作用下的破坏过程、墙体顶点侧移和层间位移滞回特性,骨架曲线及各构件钢筋的荷载-应变曲线,探讨了墙体的刚度退化和残余变形率。试验结果表明:上层密肋复合墙板结构层层嵌套的独特构造形式使整体结构抗震性能优越,带洞口的框支密肋复合墙板结构破坏模式和刚度退化趋势与未开洞试件基本一致,且两者具有良好位移延性,抗倒塌能力和可修复性。     

开洞砌体填充墙钢筋混凝土框架抗震性能试验研究

为了研究砌体填充墙开洞率对钢筋混凝土框架抗震性能的影响,考虑了整体砌体填充墙和开洞砌体填充墙两种类型。进行了5榀缩尺比例为1/2单层单跨砌体填充墙框架结构模型在低周反复荷载作用下的对比试验,设计参数为填充墙开洞率及开洞位置。分析比较了各试件的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚度退化、强度退化和耗能性能等抗震性能指标。试验结果表明:整体或局部砌体填充墙不同程度地提高了框架结构的初始刚度和极限承载能力,其提高程度与砌体填充墙的开洞率大小及其洞口的位置等有关。部分砌体填充墙高宽比越大,填充墙对框架结构的支撑作用减弱,其对结构的刚度和承载力的贡献随之降低。部分砌体填充墙能够提高框架结构的极限承载力和延性性能,实际工程中可采取设置部分砌体填充墙的措施来改善既有框架结构的抗震性能。     

足尺冷弯薄壁管桁架组合墙体抗震性能试验研究

为揭示地震作用下开洞类型和开洞率对冷弯薄壁管桁架组合墙体的抗震性能影响,进行六榀足尺冷弯薄壁管桁架组合墙体的水平低周反复荷载试验,了解其抗震性能和破坏模式,深入研究墙体的水平荷载-水平位移滞回曲线和骨架曲线、强度和刚度退化规律、耗能能力等。结合现有规范,对新型墙体的延性进行评价。试验表明,冷弯薄壁管桁架结构组合墙体具有良好的滞回性能、延性和耗能能力,其中延性系数μ=3.78～6.54,极限状态能量耗散系数E=0.55～0.68;开洞类型、开洞率和蒙皮效应对此类墙体的抗震性能影响较大,在设计中应合理考虑这些因素。双面OSB板对冷弯薄壁骨架结构起到较好的蒙皮效应;墙体开洞会削弱墙体的承载力和刚度,当开洞面积较小时增加四肢柱数量和加强洞口两侧构造可明显提高其受力性能和抗震性能。     

腹板双角钢连接框架-钢板剪力墙体结构滞回性能有限元分析

为系统研究双腹板角钢连接框架-钢板剪力墙结构的抗震性能,根据低周往复荷载作用下的试验研究结果,采用ANSYS有限元分析软件进行循环荷载下滞回性能的有限元模拟,对比分析滞回曲线、骨架曲线、水平刚度及破坏模式的影响规律,结果表明有限元模拟结果与试验结果吻合较好。该研究成果可为进一步深入研究及工程设计与应用提供理论参考和技术储备。     

不同支撑复合结构抗震性能研究

采用有限元分离式实体对多层住宅复合结构进行建模分析,并将模拟结果与水平低周反复荷载试验结果进行对比。结果表明,该模型在裂缝出现的位置、顺序和试验构件基本一致,滞回曲线、骨架曲线和试验结果基本吻合,开裂荷载、屈服荷载和极限荷载的计算值与试验值也符合较好,这说明该有限元模型能够较准确模拟试验结果。在此基础上,研究了八字支撑、窗洞口上方局部设置人字支撑复合结构的抗震性能,得到了不同支撑复合结构的裂缝出现情况、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线及承载力,并比较分析了其抗震能力,为复合结构的工程应用提供了理论依据。     

小开洞砌体墙抗震性能研究

为研究小开洞砌体墙的抗震性能,设计了3片小开洞砌体墙试件和1片无洞口砌体墙试件,并进行了低周往复加载试验;介绍了砌体墙试件的主要破坏过程及破坏机理,对比分析了各片砌体墙承载力、抗侧刚度及延性等抗震性能差异;基于试验建立有限元模型,研究了开洞率及洞口位置对砌体墙抗震性能的影响。结果表明：小开洞砌体墙破坏机理较实体墙发生了显著改变,无洞口墙表现为明显的转动破坏特征,小开洞墙主要表现为典型的脆性剪切破坏;开单个小洞口会削弱砌体墙的水平承载力和抗侧刚度,大幅降低墙体的延性;增加洞口数量或高度可适当提高小开洞砌体墙的抗震性能;随着开洞率的增大,墙体承载力和初始刚度逐渐下降,延性性能表现为先降低后提高的趋势;竖直方向上,洞口越往下,墙体抗震性能越差,水平方向上,洞口宜居中布置。     

扩高比对蜂窝框架抗震性能的影响

研究不同扩高比对蜂窝钢框架抗震性能的影响.以蜂窝式钢框架结构抗震性能试验为基础,利用有限元软件建立合理的有限元模型.对开孔形式相同的蜂窝梁采用不同腹板扩高比框架结构,并模拟低周反复荷载作用下的受力过程和破坏形式.得到了不同扩高比下蜂窝钢框架的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性等性能,并进行对比与分析.结果表明:开孔形式...     

钢框架结构考虑荷载-位移效应的抗震性能分析

为研究荷载-位移(P-Δ)效应对圆弧削弱节点空间钢框架结构抗震性能的影响,采用ANSYS有限元结构分析软件建立空间钢框架计算模型。钢框架分析中分别考虑无轴压、均布面压力轴压和集中力轴压3种荷载工况,进行低周往复荷载有限元模拟分析。对比分析3种荷载工况作用下的滞回曲线、骨架曲线、退化曲线和耗能能力指标。分析结果表明:P-Δ效应对结构水平变形和承载力有较为明显的影响,对结构有明显附加荷载作用,结构滞回环出现"负刚度"现象,加载刚度小于卸载刚度,并且滞回环包围面积有大幅度减小,说明P-Δ效应导致结构的耗能及延性均产生较大退化,结构抗震试验及分析中应充分考虑其不利影响。     

配筋高强度等级混凝土砌块墙抗震性能研究

对六片构造柱-芯柱组合配筋高强度等级混凝土砌块墙体进行低周反复试验以研究其抗震性能,分析了不同高宽比、墙体开洞、设置水平钢筋等对墙体破坏过程和破坏形态、承载力、滞回特征、骨架曲线、延性、等效黏滞阻尼系数、刚度及钢筋应变的影响。试验研究表明,在同组无洞墙体中,有水平钢筋墙体与无水平钢筋墙体相比,开裂荷载相近,极限荷载有所提高;相比无水平钢筋墙体,有水平钢筋墙体的滞回曲线更加饱满,等效黏滞阻尼系数从开裂状态到极限状态逐渐提高,延性比提高了12%左右。该墙体体系具有较好的抗震性能。     

两层预制板砖砌体结构房屋模型双向拟动力试验研究

对一栋缩尺为1∶2的两层单开间预制板砖砌体结构房屋模型进行不同强度地震作用下的双向拟动力试验和非线性地震响应分析,研究该结构在地震作用下的破坏机制、变形、滞回特性及耗能能力等。结果表明：构造柱与圈梁的存在,使得预制板砌体结构具有较好的延性,地震破坏主要集中在底层,即使墙体严重开裂,也不至于整体结构垮塌;双向地震作用下一个方向的承载力与刚度退化会加剧另一个方向承载力与刚度的退化,从而导致砌体结构整体抗震能力的下降;滞回曲线由弓形最后发展到反S形,具有明显的捏缩和滑移效应;建立的砌体结构非线性空间有限元模型,能够反映预制板砌体结构的弹塑性地震响应,计算结果与实测结果基本吻合;两层砌体结构房屋能够满足设计规范的抗震要求。     

广府古建筑木结构箍头榫节点抗震性能研究

为研究广府古建筑木结构中广泛采用的箍头榫节点的抗震性能，以梁截面高度、柱直径、梁榫宽和柱顶轴压力为研究参数，设计制作了8个缩尺节点试件进行低周反复荷载试验，得到了不同研究参数下箍头榫节点试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、承载力退化、刚度退化及能量耗散能力等。研究表明：各箍头榫节点试件转角达到0.1rad时，仍可维持稳定的承载状态，其承载力退化不明显，具有较好的承载性能以及良好的延性。试件的破坏形态包括柱内侧梁榫顶部(或底部)顺纹拉裂破坏、柱外侧梁榫竖向劈裂破坏和水平劈裂破坏；各节点的弯矩-转角滞回曲线均呈反Z形，且有明显的“捏缩”现象；在试验设计参数范围内，节点的转动刚度、极限弯矩和耗能能力均随着梁截面高度和柱直径的增大而增大，并随着梁榫宽的增大呈现出先增大后减小的趋势，一定范围内改变柱顶轴压力对试件抗震性能影响不大。采用有限元软件ABAQUS建立了箍头榫节点模型，并与试验进行了对比验证，结果表明该模型可较好地模拟反复荷载作用下的节点滞回性能。通过参数分析进一步研究了不同参数下箍头榫节点的弯矩-转角曲线，结果表明节点的屈服弯矩和极限弯矩基本与梁截面高度、柱直径大小呈线性正相关关系。     

某砖石古塔动力特性测试研究

动力特性是结构自身的重要特征之一,是评价古塔抗震性能和损伤状态的重要指标。采用敲击激振法对某砖石古塔的动力特性进行了测试,根据测试所得各测点的加速度时程和自功率谱函数图,分析了结构的自振频率和阻尼及结构振型,并用有限元软件ANSYS对测试结果进行了进一步验证。测试和分析结果可为同类古塔的维护和开发提供理论依据。     

复杂立面形状砌体墙抗震性能试验

为研究立面形状复杂砌体墙的抗震性能,选取4片不同立面形状的砌体墙进行了1:1比例低周反复荷载试验,介绍了砌体墙试件的主要破坏过程及破坏形态,分析了不同立面形状砌体墙的裂缝开展规律,对比了各片墙体的承载力、抗侧刚度、延性等抗震性能差异。结果表明:砌体墙立面形状(门窗洞口尺寸、位置)、墙端约束、加载方向等因素均会影响裂缝开展及墙体破坏形态,加载过程中砌体墙伴有明显的转动变形现象; 4片砌体墙均为非对称立面形状,正负向转动变形主体不同,砌体墙承载力、等效抗侧刚度的正负向差异较大,立面形状复杂的砌体墙受力全过程具有明显的方向性特征,试验中个别试件的正负向极限承载力相差约60%; 试验结论为进一步研究复杂立面形状砌体墙的抗震设计方法提供了试验数据与参考。     

高延性混凝土加固无筋砖砌体墙抗震性能试验研究

为提高砖砌体墙的抗震性能,采用高延性混凝土（HDC）对其进行加固,对4片HDC加固砖墙和2片作为对比试件的未加固砖墙进行低周水平往复加载试验,主要研究不同加固形式（构造带加固和面层加固）及墙体砂浆强度对加固砖砌体墙的滞回性能、破坏形态、水平承载力及刚度退化等抗震性能的影响。试验结果表明：采用HDC加固可显著提高墙体的承载力和位移延性,延缓墙体开裂和刚度退化,改善墙体的脆性破坏特征;HDC构造带可对砖墙形成有效约束作用,改变墙体的破坏模式。基于试件的破坏形态,提出加固墙体的承载力计算方法,并根据试验结果进行了验证。     

砌体填充墙RC框架结构平面内抗震性能有限元模拟

砌体填充墙RC框架结构是我国建筑结构中普遍采用的结构形式,历次地震震害表明填充墙的刚度效应和约束效应改变了主体结构的传力机理,导致整体结构的严重破坏。为了分析其砌体填充墙RC框架侧向承载力和刚度,研究砌体填充墙与RC框架之间的相互协同工作机理和砌体填充墙的开裂模式以及砂浆层的滑移,该文利用三维实体单元和基于表面的粘性接触面模型和摩擦原理,建立一种能够较好地模拟其平面内抗震性能的分离式有限元模型。对一个已有试验分别建立普通有限元模型和分离式有限元模型,二者的分析结果与试验结果的对比表明,分离式有限元模拟方法可以更加准确地预测砌体填充墙RC框架结构的侧向承载力和刚度,并且可以有效地模拟出砌体填充墙的开裂模式,通过塑性应变可以判断出RC构件的失效。     

无筋砌体结构多层住宅振动台试验与抗震性能评估

目前,我国城镇大量砌体结构老旧多层住宅面临抗震加固、功能提升等需求。为研究该类结构的抗震性能,进行一个5层无筋砌体结构模型的模拟地震振动台试验,测试分析了7度多遇地震、设防地震、罕遇地震作用下的裂缝损伤发展状况以及楼层加速度、位移、自振频率、阻尼等变化规律。同时,进行非线性有限元分析,并用基于抗震鉴定标准、基于承载能力、基于位移和延性等不同方法,评估了试验模型对应原型结构的抗震性能。结果表明：试验模型纵向在7度多遇地震、设防地震、罕遇地震作用下分别处于完好、轻微破坏和局部倒塌状态,不满足GB 50023—2009《建筑抗震鉴定标准》中对7度区A类建筑的抗震性能目标要求;罕遇地震作用下无筋砌体结构多发生薄弱层屈服破坏,整体结构延性很差,保证抗震墙面积率或楼层屈服强度系数是实现无筋砌体结构在罕遇地震作用下抗震性能目标的主要技术措施;采用基于位移的抗震性能评估方法可以客观地反映无筋砌体结构抗震性能随高宽比增大而降低的规律。     

预应力砌体抗震性能的试验研究

本文通过8片不同类型的预应力混凝土小型空心砌块砌体的水平低周反复荷载试验以及2片普通混凝土小型空心砌块砌体的对比试验,研究了预应力砌体破坏形态、滞回特性、延性、刚度退化曲线等抗震性能,明确了预应力、窗洞以及构造措施对混凝土小型空心砌块墙体的开裂荷载、极限荷载和变形性能的影响。研究结果表明,预应力延缓了混凝土小型空心砌块墙体的开裂,提高了结构的开裂荷载和极限荷载;预应力改变了墙体破坏时的裂缝分布形状,裂缝密而细,几乎布满墙体全部灰缝,主裂缝不明显;预应力提高了墙体的刚度、延性和耗能能力;在窗洞底部现浇水平配筋混凝土条带能有效地抑制裂缝的产生和发展,并能提高墙体的变形和耗能能力。