双肢砌体墙的抗震性能与水平承载力计算模型

双肢砌体墙是将两个独立墙肢联系在一起共同受力的联肢构件，是砌体研究中由构件上升到结构的中间环节。现有双肢墙试验多采用由两片矩形立面墙肢组成的试件，将复杂立面双肢墙的开裂破坏规律、承载力等与单片墙进行对比分析，对于研究结构层面的抗震性能有着重要意义。在单片砌体墙试验基础上，设计3片典型立面形状双肢砌体墙进行低周反复荷载试验，对比分析各双肢墙体的滞回曲线、承载力等抗震性能差异；结合试验现象建立“L”形立面砌体墙转动破坏模式下的水平承载力计算方法，并与试验数据进行对比分析。结果表明：承受不同水平方向荷载作用时，非对称立面形状砌体墙抗震能力具有明显的方向性特征；双肢砌体墙的裂缝开展规律及破坏形态总体上与单肢墙一致；水平承载力计算方法与墙体实际破坏模式有较好的对应性，相对于窗间墙受剪破坏有着更明确的物理意义，承载力计算结果与单片墙和双肢墙试验值均有较高的吻合度。     

高强冷弯超薄壁型钢墙架受剪性能分析

运用有限单元法对一种高强冷弯超薄壁型钢独立墙架和组合墙架进行受剪性能分析,考虑材料非线性和几何非线性影响,研究墙架在水平和竖向荷载共同作用下的极限受剪承载力和变形特征,同时分析墙架立柱间距、墙架高度、拉铆钉间距等参数对墙架受剪性能的影响.结果表明:墙架杆件截面发生局部屈曲和扭转变形是影响这类墙架受剪承载力的主要因素;随着墙架立柱间距、墙架高度及拉铆钉间距增大,墙架结构的受剪承载力明显减小;"K"形支撑体系对防止墙架结构过早发生平面外屈曲起到了关键作用;组合墙架的屈曲荷载随着墙架个数的增加而增加迅速,体现了各墙架间协同工作的抗侧力性能.     

双面叠合剪力墙压弯性能的数值模拟分析

双面叠合剪力墙是一种半预制剪力墙,由2片预制墙板和后浇混凝土通过桁架钢筋连接成整体.为研究其压弯性能,本文利用有限元软件ABAQUS进行双面叠合剪力墙的数值模拟,对轴压比、混凝土强度、边缘构件形式、插筋面积和配箍面积等参数进行分析.模拟结果发现:随着轴压比的增大,墙肢承载力增大,峰值前抗侧刚度增加,同时峰值后变形能力下降,承载力下降加快;高轴压比墙肢受内外混凝土强度变化较低轴压比墙肢更明显;墙肢承载力及变形能力受边缘构件形式影响不大,可采用含预制边缘构件的双面叠合剪力墙提升整体预制率;增加纵筋的搭接钢筋面积可以避免墙肢损伤集中于水平接缝处,使部分损伤转移至搭接区上部,同时墙肢承载力略有提升但峰值后承载力退化加剧;箍筋加密可提升墙肢变形能力.     

联肢墙和墙--框架复合体系的侧移系数

本文为高层房屋各种联肢墙和墙—框架复合体系导出了统一的侧移微分方程,在推导中考虑了墙肢的弯曲变形和剪切变形、墙肢和框架柱的轴向变形、联肢墙连梁的弯曲和剪切变形、墙肢基础的弹性转动、框架柱的P—△效应等因素;在施于任意标高的单位水平力这种一般荷载形式作用下,对上述基本微分方程求解,从而推得可用来计算体系侧移刚度矩阵的侧移系数公式。     

平面内和平面外竖向荷载下低矮钢筋混凝土墙水平承载力研究

民用建筑中的剪力墙高宽比通常大于1,而高温气冷堆内的钢筋混凝土墙的高宽比一般小于1。为了研究低矮钢筋混凝土墙的失效机理，本文对平面内和平面外竖向荷载下，高宽比分别为0.33、0.5和1的12片低矮钢筋混凝土墙进行了水平承载力试验，对提出的墙水平承载力计算公式进行了验证。试验表明：低矮钢筋混凝土墙的破坏方式与一般的钢筋混凝土梁和柱有很大区别。在轴力和水平剪力作用下，低矮钢筋混凝土墙的破坏为斜开裂-剪摩擦机制；对于高度相同的墙，高宽比越小，剪切破坏时沿墙底剪摩擦段的长度越长；墙高宽比、轴压比和配筋率均对墙的水平承载力有影响；平面外竖向荷载下墙的水平承载力小于平面内竖向荷载下墙的水平承载力，墙水平承载力与平面外弯矩近似符合1/4圆关系。本文公式计算结果与试验结果符合良好。     

不同开洞位置对短肢剪力墙抗震性能影响分析

建筑物在日常使用过程中,常在短肢剪力墙墙肢上开设布置管道的孔洞。为了研究后期开设孔洞的位置对短肢剪力墙受力性能的影响,建立6个在墙肢上开设孔洞大小相同而孔洞位置不同的短肢剪力墙有限元分析模型;研究在低周反复荷载作用下,孔洞位置对构件滞回特性、承载力、延性、耗能能力等抗震性能的影响;通过在不同轴压比下改变孔洞位置,讨论不同轴压比下后期开设孔洞的位置对短肢剪力墙受力性能的影响。结果表明:墙肢开设孔洞位置不同对短肢剪力墙的承载能力和抗震性能有显著影响,在相同轴压比下,开设孔洞位置越靠近短肢剪力墙底部,对结构受力性能影响越大,并且轴压比越大,影响越明显。     

双肢剪力墙耦合比计算方法及其应用研究

耦合比作为衡量联肢墙受力性能的重要参数,在国际上已逐步用来指导联肢墙的设计。为了计算弹性和塑性阶段双肢墙的耦合比并明确其合理的应用范围,通过理论推导与数值模拟结果给出了弹性和塑性耦合比的计算方法,分析了耦合比全过程变化规律和不同弹性和塑性耦合比组合下双肢墙的反应,提出了利用耦合比计算双肢墙顶点水平位移的理论公式和通过耦合比实现双肢墙理想屈服机制的建议。研究结果表明:本文弹性和塑性耦合比计算方法与双肢墙顶点水平位移理论公式是有效合理的;弹性耦合比主要由双肢墙几何尺寸所控制;塑性耦合比影响双肢墙的极限承载力和延性,应限制其上限;弹性与塑性耦合比的差值应不小于10%,以防止墙肢先于多数连梁发生屈服。通过快速计算和控制耦合比,可使双肢墙的设计更加合理与安全。     

宽肢异形柱双向受剪承载力计算分析

在宽肢异形混凝土框架柱受剪试验数据的基础上,提出了考虑剪跨比、配箍率和轴压比的宽肢异形柱的受剪承载力计算公式.使用三折线计算方法对宽肢异形混凝土框架柱双向受剪承载力进行探讨,并给出相应的简化计算公式.通过试验数据验证,证明公式安全可靠.     

FRC连梁联肢剪力墙数值模拟及设计方法

运用有限元软件ABAQUS建立剪力墙数值模型,分别对2个对称双肢剪力墙试件和2个塑性铰区采用纤维增强混凝土（FRC）的悬臂剪力墙试件在低周反复荷载作用下的抗震性能进行数值计算,计算结果与试验结果比较吻合,表明该模型可较准确地分析FRC连梁联肢剪力墙构件在低周反复荷载作用下的抗震性能。利用所建立的数值模型,讨论了联肢墙中用FRC连梁替代普通混凝土连梁的优越性,并探讨了耦合率对FRC连梁联肢剪力墙抗震性能的影响。结果表明,用FRC替代普通混凝土作为连梁基体,可以显著提高联肢剪力墙结构的耗能能力和延性,增大其初始刚度,减缓刚度退化程度;随着联肢剪力墙耦合率的增加,联肢剪力墙的刚度和承载力提高,但当耦合率过大时,形成强连梁体系,结构的延性和耗能能力将显著下降。     

短肢剪力墙结构扭转效应有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件,建立三层短肢剪力墙空间结构有限元模型,通过改变控制参数和受力条件,研究轴压比、荷载偏心距和节点区箍筋配筋率对短肢剪力墙结构抗扭承载能力的影响,并将计算结果与一个结构模型试验结果进行对比。计算结果表明:当轴压比小于等于0.5时,短肢剪力墙结构抗扭承载能力随轴压比增加而增大,当轴压比超过0.5以后,结构抗扭承载能力随轴压比增加而降低;荷载偏心距增大,扭转效应加强,结构承载能力降低,扭矩增加加速了连梁端部受拉破坏,外边缘结构的连梁端部受到弯剪扭复合作用,是结构抗震的薄弱位置,建议加强配筋;适当增加节点区水平箍筋配筋率能有效提高结构抗扭承载能力。     

一种剪滞翘曲位移函数的解析构造法

针对剪力滞问题,提出了一种解析的求解方法.通过对控制微分方程解的形式进行研究,构造出一种针对不同余弦剪力分布的剪滞翘曲函数;进而对任意给定的外荷载作用下的剪力分布进行级数展开,并单独求取各剪力分量对应的正应力;最终通过对正应力进行叠加并求取剪力滞分布.采用能量变分法推导了基于任意剪滞翘曲位移函数的求解公式,并编制了通用求解程序.分别以矩形简支箱梁(不带悬臂板)受集中荷载和带悬臂箱梁受均布荷载为例,进行了计算对比.研究表明:相比于已有方法,所提出的方法对不同荷载作用形式具有更好的适应性,且由于是采用级数展开的思想,适用于任意荷载作用情况下的剪力滞分析.     

G550高强冷弯薄壁槽钢受弯构件力学性能与设计方法

为了研究高强冷弯薄壁槽钢受弯构件的力学性能和设计方法,对3种板件加劲形式的G550高强冷弯薄壁型钢槽形截面受弯构件进行了试验研究和有限元参数分析。结果表明,板件加劲形式对高强冷弯薄壁槽钢受弯构件屈曲模式和受弯承载力有显著影响,翼缘V形加劲比腹板V形加劲能够更有效地提高构件抗弯承载力,构件抗弯承载力的变化规律与屈曲模式有关。根据有限元参数分析结果,在已有直接强度法基础上回归出适用于高强冷弯薄壁槽钢受弯构件的直接强度法修正公式。     

框架-剪力墙结构的侧向刚度分析

框架-剪力墙结构受力特征与水平荷载的分配不同于框架结构和剪力墙结构,框架与剪力墙各自承受的横向水平荷载合理分配要求必须对框架-剪力墙结构进行侧向刚度分析.本文基于框架-剪力墙之间结构侧移柔度,进行了框架-剪力墙结构侧向刚度分析,对于框架-剪力墙结构中框架与剪力墙各自承受水平荷载合理分配给出一种基于链杆内力离散化分布模式新的计算方法,其物理概念明确,计算简便,更较符合实际,可应用于平面框架-剪力墙结构情况.     

考虑翼缘抗剪的框筒结构简化分析

将框筒结构在侧向荷载作用下的楼层变形划分为剪切变形和弯曲变形.用D值法对剪切变形及内力进行分析,考虑了翼缘框架的剪切刚度的影响,并对D值法进行了简化.用等效连续体法对弯曲变形及内力进行分析,分析了影响框筒结构剪力滞的主要因素.通过与空间框架分析程序的比较表明,该方法思路简单,计算结果可满足工程需要,可供初步设计使用.     

带肋圆形截面钢桥墩的延性性能预测

为了解带肋圆形截面钢桥墩在承受轴向压力和水平往复荷载作用下的无量纲化极限承载力和延性性能,通过与既有试验结果对比,确定所采用的有限元建模方法和修正双曲面钢材本构模型的准确性.针对能有效提高圆形截面钢桥墩延性性能的八根肋形式的钢桥墩模型,研究截面正则径厚比、钢桥墩正则长细比、加劲肋正则长细比和轴压比等参数对钢桥墩延性性能和无量纲化极限承载力的影响,并基于参数化分析结果,拟合预测该类钢桥墩的延性性能和无量纲化极限承载力的计算公式.研究结果表明:修正双曲面本构模型能够较准确预测钢桥墩的力学性能,且随着正则径厚比、钢桥墩正则长细比、加劲肋正则长细比和轴压比的减小,桥墩的无量纲化极限承载力和延性性能得到显著提高.     

改进型钢筋浆锚装配式剪力墙压弯承载力计算

为提高钢筋浆锚连接装配式剪力墙的力学性能,采用闭合扣接约束箍筋对传统钢筋浆锚装配式剪力墙进行改进,通过改进型钢筋浆锚连接装配式剪力墙的低周反复加载试验,证明了闭合扣接约束箍筋能够有效提高钢筋浆锚连接装配式剪力墙的力学性能.为确定改进型钢筋浆锚连接装配式剪力墙接缝的压弯承载力计算方法,对钢筋浆锚连接装配式剪力墙的破坏机理进行分析并提出简化的钢筋浆锚连接接缝承载力计算模型,结合现行规范设计公式提出钢筋浆锚连接装配式剪力墙的接缝承载力计算方法.采用规范公式计算和截面应力积分计算,得到改进型钢筋浆锚连接装配式剪力墙接缝的承载力.通过计算承载力与试验实测承载力的对比,证明了改进型钢筋浆锚连接装配式剪力墙接缝承载力简化计算模型和计算方法的合理性.     

基于改进纤维模型的RC剪力墙静力弹塑性分析

为了使纤维模型能够有效模拟剪切效应,提出了一种基于塑性理论和虚拟单元法的改进纤维模型RC剪力墙全过程静力弹塑性分析方法.推导出等效单轴应力和等效单轴应变的计算公式,在纤维层面建立考虑剪切效应的应力和应变关系,将纤维由多轴受力状态等效为单轴受力状态,引入虚拟单元法来解决有限元数值计算过程中遇到的负刚度问题.利用自编程序及ABAQUS软件对一片钢筋混凝土剪力墙进行静力弹塑性分析,结果表明,自编程序计算曲线与试验曲线及ABAQUS软件计算曲线吻合较好,能够反映出剪切效应的影响.改进的分析方法简便有效,便于编程,可用于分析剪切效应明显的钢筋混凝土剪力墙构件.     

纤维模型中非线性剪切效应的模拟方法及校核

传统纤维模型忽略了非线性剪切效应,难以用于剪力墙等构件的非线性反应模拟.建议采用直接在截面层次上定义非线性剪切恢复力关系的方法.构件截面的弯曲刚度、轴向刚度通过传统纤维模型的方法积分得到,截面的剪切刚度根据所定义的截面剪切恢复力关系得出,将剪切刚度与弯曲、轴向刚度进行组合后得到组合截面的整体刚度矩阵.利用OpenSee...     

考虑非线性剪切效应的钢筋混凝土柱模型化方法及应用

采用纤维模型梁柱单元和与之串联的零长度单元,模拟柱的弯曲机制和剪切机制。利用OpenSees提供的Limit State Material和Shear Limit Curve材料模型,定义钢筋混凝土柱的非线性剪切效应及其与弯曲效应的耦合。通过与不同学者的试验结果比较,验证了该方法的可靠性。最后,对笔者完成的原位推覆试验的一榀平面框架进行了Pushover分析。结果表明,考虑非线性剪切效应的模型化方法能较好地模拟钢筋混凝土柱抗剪承载力和刚度的退化现象,传统的纤维模型梁柱单元难以反映配箍不足的钢筋混凝土柱的弯剪破坏机制。该方法可用于存在抗剪能力缺陷的框架结构的非线性分析。