CCA板填充墙钢框架受力性能的有限元研究

为了研究CCA板填充墙钢框架的受力性能和破坏机理,利用有限元软件ABAQUS对CCA板填充墙钢框架试件,设置两条中间竖缝的CCA板填充墙钢框架试件,设置两条边缝的X形CCA板填充墙钢框架试件和纯钢框架试件进行了低周反复荷载作用下的模拟分析,对这4个试件的破坏特征、滞回性能、延性、刚度和耗能等方面进行了研究。有限元结果表明:CCA板填充墙的不同构造措施会影响墙板裂缝的分布,CCA板填充墙采用两条边缝的X形构造和两条中间竖缝的构造都能缓解墙板的应力集中,减少墙板的开裂;与常规构造相比,结构滞回性能、延性、初始刚度和耗能系数受设置两条边缝的X形构造的影响较小,受设置两条中间竖缝的构造影响较大。研究成果可为带CCA板填充墙钢框架结构的应用提供理论依据。     

阻尼砌体填充墙框架结构抗震性能试验研究

通过对阻尼砌体填充墙框架、空框架和普通砌体填充墙框架的低周反复加载试验,对比研究阻尼砌体填充墙框架结构的滞回性能、承载能力、变形能力、延性、刚度退化、耗能性能和破坏特征等。结果表明：阻尼砌体填充墙通过砌体单元往复剪切阻尼层参与结构的滞回耗能,具有良好的耗能效果,阻尼砌体填充墙框架结构滞回曲线饱满,耗能能力强,等效黏滞阻尼系数在0.1以上;阻尼砌体填充墙能为框架提供一定的抗侧力和抗侧刚度,但其对框架提供的抗侧刚度和约束效应较普通砌体填充墙大为削弱,避免了框架柱产生剪切破坏;阻尼砌体填充墙框架结构的承载力衰减速率和刚度退化速率明显较普通填充墙框架结构缓慢,极限层间位移角与空框架的基本相同,具有良好的延性和变形能力。     

Ⅰ型缝CCA板填充墙钢框架试验和有限元分析

为减缓侧向荷载作用下CCA板填充墙的开裂,在墙板中间设了Ⅰ型竖向缝,并对一榀足尺的单层单跨带Ⅰ型竖缝的CCA板填充墙钢框架进行低周反复荷载试验,还设计了一榀足尺纯钢框架、一榀足尺的常规带CCA板填充墙钢框架与之对比,主要研究带Ⅰ型竖缝CCA板填充墙的开裂过程及破坏规律,以及竖缝对试件的滞回性能、变形能力、刚度退化和耗能能力的影响,并将试验结果与有限元模拟结果进行比较。研究结果表明:与常规CCA板填充墙钢框架相比,带Ⅰ型竖缝能有效延缓CCA板填充墙在弹塑性阶段的开裂,使墙板应力集中得到缓解。研究结果可为Ⅰ型缝CCA板填充墙钢框架的应用推广提供试验与理论依据。     

空腔砌体复合填充墙钢框架结构极限承载能力试验研究

完成了模型率为1∶2的一榀纯钢框架和一榀1∶2空腔砌体复合填充墙钢框架试件的低周往复加载试验。详细地描述了钢框架结构和空腔砌体复合填充墙钢框架结构在低周往复加载作用下的破坏过程,分析了其在低周往复加载作用下的破坏形态、刚度退化、滞回性能和耗能能力等特性,结果显示空腔砌体复合填充墙钢框架结构比一般普通钢框架结构抗侧力性能好,耗能能力强。探讨了影响空腔砌体复合填充墙钢框架结构承载力的主要因素,并提出了改进措施。提出了空腔砌体复合填充墙钢框架结构的极限承载力计算公式,及其设计方法。该研究成果可为空腔砌体复合填充墙钢框架抗震设计提供依据。     

加草土填充墙钢框架结构有限元分析

对一榀钢框架与一榀加草土填充墙钢框架进行了ABAQUS有限元分析,得到了该体系在低周反复荷载作用下的变形及应力分布状况,并和纯钢框架从承载能力、滞回性能、延性、耗能能力等方面进行对比分析。结果表明加草土填充墙钢框架具有更高的抗侧刚度和承载能力,在墙体开裂前的延性和耗能能力均优于纯框架,是一种较好的抗侧力体系。     

土坯填充墙钢框架抗震性能有限元分析

对一榀钢框架和一榀带土坯填充墙的钢框架进行了ABAQUS有限元分析,得到该体系在低周反复荷载作用下的变形及应力分布情况,并从承载能力、滞回性能、延性、耗能能力等方面与纯钢框架的抗震性能进行对比.结果表明:土坯填充墙钢框架抗侧刚度和承载能力更高,其在墙体开裂前的延性和耗能能力更好,土坯墙退出抗侧工作后,作为主体受力构件的...     

带竖缝砌体填充墙钢筋混凝土框架结构抗震性能试验研究

为了研究带竖向缝槽砌体填充墙对框架结构抗震性能的影响,开展了3榀带竖向缝槽砌体填充墙框架结构模型、1榀整体砌体填充墙框架结构模型和1榀纯框架结构模型在低周反复荷载作用下的对比试验。对比分析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、承载力退化和耗能性能等。结果表明：砌体填充墙的存在显著提高了框架结构的抗侧刚度和水平承载力,砌体填充墙参与了结构的滞回耗能,砌体填充墙框架的累积耗能能力明显优于纯框架;在填充墙与框架柱间设置一定宽度的竖向缝槽,减少了两者间的相互作用,延缓了填充墙和框架梁、柱的开裂,其水平承载力介于纯框架和整体填充墙框架之间,但其延性和耗能能力得到了较大的改善;在填充墙中设置一定宽度的竖向缝槽形成带竖向缝槽砌体填充墙框架,其水平承载力介于纯框架和整体填充墙框架水平承载力之间,其极限位移角与纯框架的基本相同,具有较好的延性和耗能能力。     

CCA内嵌EPS混凝土填充墙钢框架结构受力性能试验研究及有限元分析

为减少蒸压无石棉纤维素纤维水泥板(CCA)内嵌EPS混凝土填充墙在侧向荷载作用下的开裂,设计了1榀1∶2缩尺的单层单跨的填充墙两侧带缺口的CCA内嵌EPS混凝土填充墙框架试件KJ-3X,并进行了低周往复荷载试验。此外,还设计了1榀纯框架试件KJ-1和1榀常规CCA填充墙框架试件KJ-2,并对两榀试件进行了低周往复荷载试验。通过3榀试件的对比,分析各试件的破坏特征、滞回曲线和刚度退化,研究带缺口的CCA填充墙与钢框架的协同受力性能和带缺口的CCA填充墙的破坏特征。为了深入研究CCA填充墙的微观破坏特征,还对试件KJ-2、KJ-3X建立有限元模型并进行受力性能分析。结果表明:常规CCA填充墙出现裂缝时的位移角为1/150,带缺口的CCA填充墙出现裂缝时的位移角为1/100,带缺口构造可减小CCA墙板的应力集中,使其开裂得到延缓;与常规构造相比,带缺口的构造可以弱化CCA填充墙对框架的承载力及刚度的贡献,初始刚度可减少6%,并减缓CCA填充墙框架在墙板开裂之后的刚度退化速率。     

再生砌体填充墙-型钢再生混凝土框架结构抗震性能研究北大核心CSCD

为研究再生砌体填充墙-型钢再生混凝土框架结构的抗震性能,试验设计了1榀再生混凝土框架和2榀再生砌体填充墙-型钢再生混凝土框架并进行低周往复加载试验。试验结果表明:纯框架试件及带填充墙框架试件均为延性破坏,填充墙沿框架平面对角线区域破坏较为严重,梁端与柱端先后出现塑性铰,符合“强柱弱梁”的抗震设计概念;带填充墙框架相比纯框架峰值承载力提升80%左右,平均位移延性系数大于6,表明其具有良好的变形能力;带填充墙框架在加载前期耗能能力强于纯框架试件,后期因填充墙破坏而承载能力迅速下降,极限位移较小,耗能能力弱于纯框架试件;轴压比越大,带填充墙框架峰值荷载后的延性和耗能能力下降越快。基于现有等效斜压杆理论对试件进行Pushover分析,结果表明Klingner模型与试验结果吻合最好。合理布置的填充墙可作为结构抗震的第一道防线,性能点处结构满足“大震不倒”的抗震要求。     

半刚接钢框架-方钢管龙骨隔墙体系性能研究

通过设计6个半刚接钢框架-方钢管龙骨隔墙试件,并对其进行低周往复加载,得到滞回曲线及骨架曲线。分析各个试件的破坏过程、承载能力、抗侧刚度、延性和耗能能力,研究该结构体系的抗侧力性能。结果表明:适当减小方钢管间距可以提高结构的承载能力、抗侧刚度和耗能能力;增大方钢管截面尺寸可以显著提高结构的承载能力;OSB板对结构的承载能力和抗侧刚度贡献很大,而结构的耗能能力和延性主要由半刚接钢框架和方钢管骨架提供。根据刚度叠加原理,提出结构抗侧刚度简化计算式。     

钢框架内嵌角部圆弧缺口AAC砌体填充墙滞回性能研究

基于在填充墙的角部设置缺口可弱化拉(压)力带的原理,设计了一系列钢框架内嵌角部圆弧缺口填充墙试件,包括1个纯钢框架、1个无缺口蒸压轻质加气混凝土(AAC)砌体填充墙钢框架和9个带不同尺寸圆弧缺口的AAC砌体填充墙钢框架,采用ABAQUS软件对各试件进行了有限元模拟分析.研究了填充墙角部设置的圆弧缺口构造对钢框架滞回性能...     

多层砌体填充墙框架结构抗震性能试验研究

为了研究砌体填充墙沿框架层不连续布置对框架结构抗震性能的影响,进行了3榀两层单跨砌体填充墙框架结构模型、1榀单层单跨砌体填充墙框架结构模型、1榀两层单跨框架结构模型和1榀单层单跨框架结构模型的对比试验,分析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、承载力退化和耗能性能等抗震性能指标。结果表明：无论是单层单跨还是两层单跨的砌体填充墙框架结构,其水平峰值荷载和初始刚度比相应的纯框架结构均有较大幅度的提高,且其刚度退化程度比相应纯框架结构要缓慢;砌体填充墙的存在提高了框架结构的抗侧刚度和水平峰值荷载,使框架结构的变形由剪切型逐渐转变为弯剪型;砌体填充墙参与了结构的滞回耗能,填充墙框架的位移延性和累积耗能能力明显优于框架;砌体填充墙沿框架层不连续布置会引起框架结构层间侧移刚度和层间受剪承载力发生突变,影响框架结构的破坏形态,但由于砌体填充墙参与了框架结构的滞回耗能,故其仍具有较好的抗震性能。     

Experimental study on seismic performance of steel‐reinforced recycled concrete frame with infill wall

In order to investigate the seismic performance of steel‐reinforced recycled concrete (SRRC) frame with infill wall, low cyclic loading tests on four frames with infill wall and one frame without infill wall were conducted. The failure modes, hysteresis loops, skeleton curves, bearing capacity, ductility, stiffness degradation, and energy dissipation capacity of specimens were analyzed. The seismic performance of SRRC frames with and without infill wall was compared. The influence of the aspect ratio of infill wall, the axial compression ratio of column, and the distance of horizontal reinforcements of infill wall were investigated. Test results show that compared to the SRRC frame without infill wall, the SRRC frame with infill wall had higher bearing capacity and initial stiffness, but faster stiffness degradation and worse energy dissipation capacity. With the increase of aspect ratio of infill wall and axial compression ratio of column, the bearing capacity and initial stiffness of SRRC frame with infill wall increased, whereas the ductility decreased. With the decrease of distance of horizontal reinforcements of infill wall, the initial stiffness and energy dissipation capacity of SRRC frame with infill wall increased. After the infill wall fails under earthquake, the remaining SRRC frame has good seismic performance.     

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。     

竖向荷载对防屈曲组合钢板墙受剪性能的影响

以ABAQUS为模拟平台,考虑内嵌钢板参与承重,建立两种防屈曲组合钢板墙模型BR-CSPWⅠ和BR-CSPWⅡ,后者的混凝土板与钢板共同承受竖向荷载。对防屈曲组合钢板墙的受剪性能、内嵌钢板的应力分布以及混凝土面外约束板的损伤与竖向荷载变化的相关性进行有限元分析,并对2个试件进行拟静力试验。结果表明：随竖向荷载增大,内嵌...     

钢板带加固砖填充墙RC框架抗震性能试验研究

为研究钢板带加固砖填充墙RC框架的抗震性能,设计了缩尺单层单跨的纯RC框架1个、砖填充墙RC框架1个以及钢板带加固砖填充墙RC框架2个,考虑砂浆强度的影响,并对钢板带施加一定的预应力。基于低周往复荷载试验,对比分析了不同类型框架的破坏过程、滞回曲线、骨架曲线、刚度、延性和耗能能力。结果表明：钢板带加固砖填充墙RC框架可提高其承载力与耗能能力,但位移延性系数略有下降;钢板带加固基本不影响砖镇充墙RC框架的初始抗侧刚度,但是在层间位移角为1/100~1/50时,割线刚度可以提高24.6%~31.9%;螺栓孔对水平灰缝的削弱会影响填充墙的破坏形态;砂浆强度的提高会增加钢板带加固砖填充墙RC框架的初始抗侧刚度、峰值荷载与耗能能力。此外,提出了预应力钢板带加固砖填充墙RC框架的水平承载力计算方法,具有较好的预测精度。     

双波形钢板剪力墙滞回性能研究

为研究双波形钢板剪力墙的滞回性能,利用有限元软件ABAQUS分别建立单波形钢板剪力墙与双波形钢板剪力墙的有限元模型,对2种波形钢板剪力墙在低周往复荷载作用下的受力机制及滞回性能进行对比分析,研究了内嵌波形钢板的设计参数对双波形钢板剪力墙滞回性能的影响规律,给出了波形钢板设计参数的取值建议。结果表明:与单波形钢板剪力墙相比,双波形钢板剪力墙的抗侧刚度、承载能力及耗能能力均提高,但其延性有一定程度的降低; 内嵌波形钢板的厚度与波形几何尺寸是影响双波形钢板剪力墙滞回性能的关键参数,随着厚度的增大,双波形钢板剪力墙的抗侧刚度、承载能力、耗能能力及延性均提高; 随着波长的增加,双波形钢板剪力墙的抗侧刚度提高,但承载能力及耗能能力降低; 随着波幅的增加,双波形钢板剪力墙的抗侧刚度降低,但承载能力及耗能能力均提高。     

高承载钢板剪力墙抗震性能试验研究

框架-阻尼框筒是以框架-钢板剪力墙代替框架-核心筒结构中的钢筋混凝土核心筒,通过钢板剪力墙提供阻尼和刚度,形成了新的减震体系。基于该体系在超高层建筑中应用需求,完成了2个足尺钢板剪力墙的低周往复加载试验,对比分析了剪力墙在循环荷载作用下的承载力、延性、刚度及耗能能力,并与相应有限元结果进行对比。结果表明,所提出的高承载钢板剪力墙具有优良的延性和耗能能力,屈服荷载和极限荷载分别超过3300kN和5500kN,满足相应抗震设计要求。同时,有限元分析结果与试验结果吻合较好,可用于后续钢板剪力墙的优化。