内藏钢桁架组合中高剪力墙的抗震性能

为了研究内藏钢桁架组合中高剪力墙的抗震性能,进行了6个1/3缩尺的中高剪力墙低周反复荷载试验,其中包括2个普通混凝土剪力墙、2个内藏钢框架混凝土剪力墙和2个内藏钢桁架混凝土剪力墙,轴压比分别是0.2、0.5。在试验研究基础上,对比分析了两种轴压比下各剪力墙的承载力、刚度、延性、滞回特性、耗能能力及破坏特征。试验及分析表明:在不同轴压比下,内藏钢桁架混凝土组合中高剪力墙的抗震性能比普通混凝土中高剪力墙的抗震性能显著提高;高轴压比下各剪力墙的承载力比低轴压比下相应剪力墙的承载力明显提高,但其延性及耗能能力降低。     

低剪跨比双钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

为研究低剪跨比双钢板-混凝土组合剪力墙的抗震性能,完成了2片低剪跨比双钢板-混凝土组合剪力墙和1片低剪跨比钢筋混凝土剪力墙试验,研究了高轴压比剪力墙在低周往复荷载作用下的变形能力、破坏模式,得到了试件滞回曲线、骨架曲线、承载力、位移延性系数、刚度退化、承载力退化和耗能能力等,分析了不同形式连接件对抗震性能的影响。试验结果表明：与钢筋混凝土剪力墙相比,低剪跨比双钢板-混凝土组合剪力墙受剪承载力显著提高,具有良好的延性和耗能能力,抗震性能良好。     

带挑檐的钢筋桁架复合保温剪力墙抗震性能试验研究

提出了一种带挑檐的钢筋桁架复合保温剪力墙,设计了两个足尺的剪力墙试验构件,通过对其进行拟静力抗震试验,分析了这种墙体的的破坏特征、滞回性能、承载力、延性、强度和刚度退化以及墙体的耗能能力。结果表明：钢筋桁架复合保温剪力墙裂缝分布基本相同,均呈现弯曲破坏特征,设置挑檐的试件裂缝延伸至保温板外保护层,结构层与保温层有很好的整体工作性能;未设置挑檐的试件保温板外保护层无裂缝产生,整体工作性能较差。设置挑檐的钢筋桁架复合保温剪力墙峰值荷载、位移延性、累计耗能提高,具有良好的承载性能和延性性能,滞回曲线更加饱满,刚度退化得到减缓,说明设置挑檐提高了钢筋桁架复合保温剪力墙的整体抗震性能。     

预制墙板内现浇自密实混凝土叠合剪力墙抗震性能试验研究

通过5片预制普通混凝土(NC)墙板内现浇自密实混凝土(SCC) 叠合剪力墙试件,2片预制普通混凝土墙板内现浇普通混凝土叠合剪力墙试件的低周反复荷载试验,研究在不同墙体边缘构件约束形式、轴压比以及保温层设置与否等条件下,预制墙板内现浇SCC叠合剪力墙的抗震性能,分析现浇SCC与预制墙板叠合剪力墙受力全过程,以及承载能力、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、延性性能、耗能能力等,并将现浇SCC与现浇NC两种叠合剪力墙进行对比。分析结果表明：现浇SCC与预制墙板叠合剪力墙具有较好的抗震性能;两侧预制墙板之间的桁架钢筋起着良好连接作用,使预制加现浇的叠合墙体能整体协同受力;预制墙板内现浇SCC叠合剪力墙承载力不低于预制墙板内现浇NC叠合剪力墙;两者的受力性能、破坏形态及裂缝分布基本相同,滞回曲线、耗能能力、刚度退化等指标接近;预制墙板内现浇SCC叠合剪力墙的延性好于预制墙板内现浇NC叠合剪力墙;轴压比从0.1增加到0.2,有利于改善叠合墙体承载力;与不设置边缘构件叠合剪力墙相比,边缘构件采用暗柱形式的叠合剪力墙整体工作性能增强。     

活性粉末混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为研究活性粉末混凝土剪力墙的抗震性能,对3个高宽比分别为1.0、1.5和2.0的剪力墙进行拟静力试验,分析了高宽比变化对活性粉末混凝土剪力墙破坏形态、承载力、滞回曲线、延性、耗能能力和刚度退化的影响规律。结果表明：活性粉末混凝土剪力墙承载力高,破坏形态与普通混凝土和高性能混凝土剪力墙基本相似,但裂缝分布范围更广,裂缝数量更多、更密集,高宽比对其破坏形态影响较大,墙体高宽比从1.0增大至2.0,极限位移增大2.8倍,耗能量提高3.9倍,高宽比为2.0的剪力墙延性系数大于3。采用OpenSees程序,选用分层壳单元模型对试件受力性能进行了数值模拟和参数分析。分析表明：分层壳单元模型能够较准确地模拟活性粉末混凝土剪力墙的抗震性能,高宽比和轴压比对活性粉末混凝土剪力墙承载力及极限位移影响显著,暗柱纵筋配筋率对其承载力影响较大,墙面分布钢筋对其承载力和极限位移影响较小。     

间隔钢管混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

间隔钢管混凝土组合剪力墙是一种新型抗侧力构件,其施工方便、布置灵活,具有良好的经济效益和工程应用价值。为研究轴压比对这种新型抗侧力构件的抗震性能的影响,对3个不同轴压比的足尺四管间隔钢管混凝土组合剪力墙试件进行水平低周反复加载试验,观察组合剪力墙破坏特征和破坏过程,得到组合剪力墙的滞回曲线、骨架曲线、承载力和刚度退化、延性、耗能能力等抗震性能指标。结果表明：组合剪力墙的破坏形式均为受压区钢管内混凝土压溃和钢管壁凸屈,缀板与钢管连接区域撕裂;随着轴压比增大,组合剪力墙的刚度和承载力增大,延性降低,与轴压比为0的组合剪力墙相比,轴压比为0.4的剪力墙承载力提高25%,延性降低19%;组合剪力墙的位移延性系数在2.401~3.479之间,极限位移角在1/40~1/34之间,等效黏滞阻尼系数达到0.15,整体抗震性能良好。     

内置轻钢桁架混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

将冷弯薄壁型钢桁架配置在普通钢筋混凝土剪力墙中代替钢筋而形成轻钢桁架混凝土组合剪力墙。为研究该类墙体的抗震性能,对两组共6个内置轻钢桁架混凝土组合剪力墙进行拟静力试验,研究轴压比和斜撑体积配钢率对其滞回性能、变形性能、刚度退化以及耗能能力的影响。对比了低矮剪力墙和中高剪力墙的位移延性和耗能能力。结果表明：轴压比对该类剪力墙的变形能力和耗能能力均不利,应予以控制;斜撑体积配钢率对提高低矮墙的延性、耗能能力效果明显,但对承载力的提高作用较小;对中高剪力墙,斜撑体积配钢率的增加,对其耗能能力不利。     

足尺HR-EPS模块剪力墙抗震性能试验研究

为评价HR-EPS(Hai Rong-Expanded Polystyrene)模块剪力墙结构的抗震性能,通过试验与数值模拟相结合的方法,对配筋率及轴压比不同的足尺HR-EPS模块剪力墙试件进行抗震性能研究。研究结果表明:墙体配筋率的提高,可以大幅增强足尺HR-EPS模块剪力墙的水平承载力;随着墙体配筋率的增加,墙体的刚度、位移延性系数以及耗能能力均有所增加,刚度退化速率有所降低;模拟结果与试验数据基本吻合,适当地增加轴压比可提高试件的耗能能力及其刚度,使其抗震性能有所提升;并根据试验结果对已有公式进行修正,给出了足尺HR-EPS模块剪力墙抗剪承载力计算公式。     

带约束拉杆双层钢板内填混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

提出一种带约束拉杆双层钢板内填混凝土组合剪力墙,通过对6个剪跨比为2.0、轴压比为0.6的此类剪力墙试件的低周往复加载试验,研究试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、承载力退化、刚度退化、位移延性系数和耗能等抗震性能。结果表明：带约束拉杆双层钢板内填混凝土组合剪力墙抗震性能良好,6个试件的屈服位移角平均值为1/147,极限位移角平均值为1/48,位移延性系数平均值为3.57;减小约束拉杆间距和采用梅花式布置约束拉杆的方式,能更好地对钢板和混凝土提供约束,延缓钢板局部屈曲,增大混凝土的极限变形能力,提高剪力墙承载力、延性和耗能能力,减缓承载力退化和刚度退化,改善剪力墙抗震性能。     

桁架式多腔体钢板组合剪力墙抗震性能试验研究

通过对不同轴压比的3片墙体试件的拟静力试验,对桁架式多腔体钢板组合剪力墙的破坏模式、承载能力、刚度退化、耗能能力、整体水平变形及剪切变形等进行了探究和分析。结果表明:此组合剪力墙承载力较高并具有良好的延性和耗能能力;高宽比为2. 0时,试件的破坏特征以钢板局部剪切屈曲、端柱钢管压屈和撕裂以及混凝土压碎为主,试件的剪切变形占整体水平变形的20%～40%,试件均发生了剪压破坏;轴压比对试件的抗剪承载力和刚度退化的影响较小,轴压比较小时试件具有较好的延性。     

装配式空心剪力墙拟静力试验研究

对2片不同轴压比的装配式空心剪力墙进行了拟静力试验,描述了该墙的破坏过程,分析了墙体的破坏特征、滞回特性、耗能能力等抗震性能。结果表明,装配式空心剪力墙主要呈弯剪破坏;随着轴压比的增大,墙体承载力增大,延性提高,耗能能力提高,刚度退化加快;装配式空心剪力墙的抗震性能良好,应用于三层及以下低轴压比结构时,具有较大的安全储备。最后,结合试验结果与相关文献结论,给出了该结构形式的装配式空心剪力墙的弹性刚度计算式修正系数。     

带约束拉杆钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

为研究带约束拉杆钢板-混凝土组合剪力墙的抗震性能,制作10个钢板之间采用八螺母螺栓连接的钢板-混凝土组合剪力墙试件并对其进行拟静力试验,研究试件的破坏模式、变形能力及耗能能力,得到试件的滞回曲线、承载力、骨架曲线、刚度退化曲线、位移延性系数以及累计耗能曲线等,分析高宽比、约束拉杆间距、钢板厚度、核心混凝土厚度、轴压比及边缘增设型钢对试件抗震性能的影响。结果表明：钢板之间采用八螺母螺栓连接可行,带约束拉杆钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能较好,随高宽比降低、约束拉杆间距减小、钢板厚度增大、核心混凝土增厚及边缘增设型钢,其抗震性能增强;端部增设型钢可显著提高试件承载力;减小约束拉杆间距可显著提高试件的延性。     

不锈钢芯板一字形剪力墙抗震性能试验研究

为研究不锈钢芯板一字形剪力墙的抗震性能,完成了在不同轴压比、不同面板厚度以及不同芯管排布下,四个不锈钢芯板一字形剪力墙构件的拟静力试验,研究了构件在低周往复荷载作用下的变形特征和破坏模式,分析了构件在水平荷载作用下滞回曲线、骨架曲线、荷载特征值、延性系数、刚度退化、承载力退化以及耗能能力等抗震性能.试验结果表明:不锈钢芯板一字形剪力墙发生压弯破坏,且破坏形态均表现为构件根部位置的侧板与面板发生局部屈曲;面板厚度越大,承载力越高;当构件面板与侧板厚度相同时,可以保证面板与侧板能够协同工作,有较好的延性以及耗能能力;作为墙体两侧面板的连接件,芯管排布对构件抗震性能影响不大;增大轴压比会抑制面板的鼓曲,但会降低墙身的延性与耗能能力.     

低轴压比夹芯复合剪力墙抗震性能试验研究

针对寒区传统村镇砌体结构抗震及节能水平较低的现状，提出一种由内外叶墙和内置聚苯板保温层组成的夹芯复合剪力墙结构。为研究该夹芯复合剪力墙的地震破坏模式、抗震性能指标，本文设计了2组与村镇建筑实情相吻合的低轴压比墙体试件，即1个实心剪力墙试件和1个夹芯复合剪力墙试件，分别进行低周往复水平加载试验，对比了2种墙体的破坏模式、抗震承载力、滞回及骨架曲线、刚度退化规律、延性及耗能能力等抗震性能指标。研究结果表明：在水平地震作用下，低轴压比的夹芯复合剪力墙和实心剪力墙分别发生剪切滑移破坏和压弯破坏；夹芯复合剪力墙承载力是实心墙的0.87倍，滞回曲线更为饱满，其延性和耗能能力分别是实心剪力墙的2.3倍、1.64倍，其层间位移角达到规范剪力墙限值要求；夹芯复合剪力墙内外叶墙通过三维钢丝网架可实现协同抗震工作，应适当提高竖向插筋配筋率。相关结论可为村镇夹芯复合剪力墙结构设计提供依据。     

保温模块单排配筋再生混凝土低矮剪力墙抗震性能试验研究

针对村镇低层与多层建筑和再生材料应用,研发了一种模塑聚苯乙烯保温模块单排配筋再生混凝土剪力墙,该剪力墙由保温模块、再生混凝土、单排钢筋、异形柱边框和面层砂浆复合而成。进行了2个足尺剪力墙试件低周反复荷载试验,1个为模塑聚苯乙烯保温模块单排配筋再生混凝土剪力墙试件,另1个为普通单排配筋再生混凝土剪力墙试件。分析了2个试件的破坏特征、承载力、位移与延性、刚度退化及耗能性能等,提出了保温模块单排配筋剪力墙受剪承载力计算模型,其计算结果与试验符合较好。研究结果表明:与普通单排配筋再生混凝土剪力墙相比,模塑聚苯乙烯保温模块单排配筋再生混凝土剪力墙承载力明显提高,刚度退化减慢,延性好,耗能能力大幅度提高。模塑聚苯乙烯保温模块单排配筋再生混凝土剪力墙可用于村镇低层和多层抗震结构中。     

预制保温带暗斜撑钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

提出预制保温带暗斜撑钢筋混凝土剪力墙,墙体内部预留4个三角形空心区域,在其内填充保温板,沿墙体对角线方向设置斜向钢筋。进行剪跨比分别为1.0、1.5及2.0的保温暗斜撑混凝土剪力墙试件的低周反复荷载试验,分析了不同试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、承载能力、变形能力、刚度退化及耗能能力;为与同尺寸普通钢筋混凝土剪力墙的抗震性能开展对比分析研究,进行了剪跨比为1.5的普通混凝土剪力墙试件的拟静力试验;并采用ABAQUS有限元分析软件对试件抗震性能进行数值模拟分析。结果表明,对于剪跨比相同的保温暗斜撑剪力墙和普通剪力墙,前者的承载力略有降低,但延缓了裂缝的开展,延性得到改善,耗能能力显著提升,抗震性能较优;对于保温暗斜撑剪力墙,随着剪跨比的增大,承载力降低,变形能力增强,刚度退化减缓,耗能能力增加;有限元模型可以较好地模拟试件的抗震性能。     

CFRP筋/钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验

为研究不同轴压比和边缘构件中的箍筋形式对碳纤维增强复合材料(CFRP)筋/钢筋混凝土剪力墙抗震性能的影响,设计了6个剪跨比为2.0的CFRP筋/钢筋混凝土剪力墙,其中3个剪力墙的边缘构件中配置矩形复合箍筋,另外3个剪力墙的边缘构件中配置圆形箍筋,完成了轴压比分别为0.17,0.26,0.33的剪力墙低周反复荷载试验,研究了剪力墙滞回曲线和骨架曲线的特征、强度和刚度退化规律及耗能能力等。结果表明:轴压比和边缘构件中的箍筋形式对剪力墙抗震性能影响较大,随着轴压比的增大,剪力墙承载能力和耗能能力增大,刚度退化程度减缓,但是极限荷载对应的变形和极限变形有所降低;箍筋形式对剪力墙的极限承载力影响较小,但是配置矩形复合箍筋的剪力墙比配置圆形箍筋剪力墙有较大的极限变形,累积耗能能力也较高;轴压比较大时,剪力墙的裂缝发展高度减小,墙角混凝土破坏区域增大,配置圆形箍筋剪力墙墙角混凝土破坏区域和破坏程度比配置矩形复合箍筋的剪力墙大;所有剪力墙的残余变形较小,自复位性能良好。     

钢板焊接连接的带水平接缝装配式RC剪力墙抗震性能试验研究

为了研究采用钢板焊接连接的带水平接缝预制装配式钢筋混凝土剪力墙的抗震性能,设计了4个装配式钢筋混凝土剪力墙足尺试件并进行低周往复水平荷载试验,研究参数包括连接钢板厚度、侧向钢板设置和轴压比。结果表明：各试件均为压弯破坏,水平承载力在186~288kN之间,极限位移在25.74~29.37mm之间,滞回曲线为饱满的弓形,延性和耗能能力较好,刚度退化较慢;在连接钢板满足强度要求前提下,增大连接钢板厚度、增加侧向钢板对剪力墙的延性、刚度、承载能力和耗能能力影响较小;提高轴压比可以明显提高装配式剪力墙的刚度和承载能力,但会降低其耗能能力。采用ABAQUS有限元软件对装配式剪力墙抗震性能进行分析,所建立的有限元模型可以较好地模拟装配式剪力墙的受力性能。通过对比采用规范公式计算的承载力与试验承载力,表明可以采用JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》中的公式计算文中装配式剪力墙的承载力,并给出了连接钢板的计算方法。     

内置钢板与内置钢桁架混凝土组合剪力墙抗震性能对比研究

通过对2组内置钢板混凝土组合剪力墙和内置钢桁架混凝土组合剪力墙拟静力试验的模拟,确定计算模型的建立方法,并选取2片相同含钢率的内置钢板混凝土组合剪力墙和内置钢桁架混凝土组合剪力墙模型进行侧向低周反复荷载作用下的计算分析,对比了2片剪力墙模型的承载力、刚度及其退化过程、延性、耗能及滞回特性,并选取实际工程为算例,对采用两种组合剪力墙的整体结构从抗侧刚度、破坏模式、层间位移角、位移时程及塑性发展等方面进行了抗震性能的对比。研究结果表明：对于构件层次,随着墙体高宽比的增大,内置钢板混凝土组合剪力墙的承载力、耗能能力及延性逐渐优于内置钢桁架混凝土组合剪力墙;对于结构层次,当墙体高宽比较大时,采用内置钢板混凝土组合剪力墙结构的抗震性能要优于采用内置钢桁架混凝土组合剪力墙的结构。     

一字形短肢剪力墙抗震性能的模型试验研究

为了研究一字形短肢剪力墙的抗震性能,对其进行了低周反复荷载试验研究。设计制作6片不同轴压比(0.3、0.5、0.7分别制作二组)和3片不同配筋方式的一字形短肢剪力墙模型及试验加载装置,对9片剪力墙进行了抗震性能试验。基于试验结果,对试件的破坏形态、滞回性能、位移延性、耗能能力、刚度退化等方面进行了分析,结果表明:轴压比对一字形短肢剪力墙的抗震性能影响较大,随着轴压比的增大,试件表现出明显的脆性破坏;配有X型交叉筋的短肢剪力墙的裂缝分布均匀,承载能力较高,延性较好。提出了一字形短肢剪力墙一般应采用带暗柱及X形交叉配筋形式并严格控制轴压比限值等建议。