内置钢板深梁剪力墙抗震性能试验研究

内置钢板深梁剪力墙是由钢管混凝土柱、柱间钢板深梁、混凝土墙体及其连接构件组成。对5个1/5缩尺的该组合剪力墙模型进行了低周反复荷载试验。试验分两阶段进行,第一阶段试验研究位移角小于1/50试件的抗震性能,第二阶段试验研究第一阶段损伤试件修复后的抗震性能,修复采用剪力墙边框钢管间两侧贴焊薄钢板的方法。分析了各试件修复前后的破坏特征、滞回特性、承载力、刚度退化、位移延性、耗能性能。结果表明：内置钢板深梁剪力墙的钢管混凝土柱、钢板深梁、混凝土墙体及连接构件相互作用,协同受力,具有良好的抗震性能;变形特征具有阶段性,在混凝土和部件连接界面损伤前与整体剪力墙变形接近,在连接界面损伤滑移后与带竖缝剪力墙接近。     

钢管混凝土边框内藏钢板剪力墙抗震试验与分析

完成了6个钢管混凝土边框钢板剪力墙抗震性能试验研究,试件包括3个不同钢板厚度的钢管混凝土边框纯钢板剪力墙和3个对应钢板厚度的钢管混凝土边框内藏钢板组合剪力墙.基于试验,分析了各试件的承载力与变形特点.采用ABAQUS软件对各试件的受力与变形特点进行了有限元分析,有限元模拟结果与试验结果符合较好.试验及分析表明:钢管混凝土边框纯钢板剪力墙具有良好的延性;钢管混凝土边框内藏钢板组合剪力墙,承载力和刚度比纯钢板剪力墙明显提高,综合抗震性能良好.     

带大矩形洞口钢板剪力墙力学性能研究与设计方法初探

钢板剪力墙延性好、耗能能力强,是一种新型的高层抗侧力构件。工程实践中为满足开窗洞和开门洞的要求,需要采用带大矩形洞口的带肋钢板剪力墙作为抗侧力构件的方案。目前国内外对于此类钢板剪力墙尚未见到系统的研究,设计规范中缺乏可操作的具体规定。通过试验研究和数值分析方法对带大矩形洞口钢板剪力墙的受力性能进行了较为深入的研究,结果表明水平边框梁和竖向边框柱的面外刚度对结构的整体性能影响较大,薄钢板剪力墙开洞后刚度有所降低,根据开洞薄钢板墙的力学特点,提出了矩形洞口周边的边框梁和边框柱设计方法。     

自复位两边连接钢板剪力墙工作性能分析

自复位钢板剪力墙是将后张拉节点和薄钢板剪力墙相结合而构成的一种新型抗侧力体系。后张拉梁-柱节点和柱脚节点提供复位能力,减小结构震后残余变形,内填钢板则是主要的抗侧力元件和耗能元件。内填钢板只与钢梁连接可以减小对边框柱的需求,消除节点开口在钢板角部的应力集中,从而避免了钢板角部撕裂。建立自复位两边连接钢板剪力墙有限元模型进行水平加载分析,研究内填钢板和边缘框架的相互作用,并与自复位四边连接钢板剪力墙的工作性能进行对比分析。分析结果表明,与自复位四边连接钢板剪力墙相比,钢板两边连接的自复位钢板墙具有更好的复位能力,但强度、刚度和耗能能力较小。     

带边框柱剪力墙模型结构抗震性能试验研究

对于 1 15缩尺比例的两个配筋方式不同的带边框柱剪力墙模型在低周反复水平荷载作用下进行了试验研究 ,分析了墙体边框柱与墙体的共同工作性能 ,对比研究了带边框柱的中高剪力墙受力特点、破坏和耗能机理 ,并从承载力、刚度、延性、恢复力特性、耗能能力等方面综合评价了其抗震性能。研究结果表明 ,带边框柱剪力墙结构具有良好的抗震性能。     

两边连接钢板剪力墙抗剪静力性能研究

采用ANSYS有限元程序对两边连接钢板剪力墙进行数值模拟分析。通过对单跨多层两边连接钢板剪力墙在单向荷载作用下的受力特点进行分析,提出、建立并验证等效简化计算模型;研究两边连接钢板剪力墙的受力机理和破坏模式,分析钢板高厚比λ和跨高比β对两边连接钢板剪力墙抗剪静力性能的影响,探讨框架梁的受力特点。研究结果表明:高厚比λ和跨高比β是影响两边连接钢板剪力墙抗剪静力性能的主要因素;两边连接钢板剪力墙与四边连接钢板剪力墙剪力传递方式是不同的;两边连接钢板剪力墙的钢板不对框架柱产生作用力和附加弯矩,更符合"强柱弱梁"的抗震设计理念;当采用高厚比较小的剪力墙时,两边连接钢板剪力墙对框架梁抗剪要求增大,须采取适当的构造措施,以保证框架梁不先于剪力墙破坏。     

剪力墙横波钢板与边框柱刚度匹配关系研究

为研究横波钢板剪力墙的力学性能并与平钢板剪力墙作对比,分别设计带有平钢板和横波钢板的剪力墙试件并进行拟静力试验。试验结果表明,横波钢板剪力墙的刚度、承载力和延性都大于平钢板剪力墙。剪力墙整体失稳破坏是由于边框柱面外刚度不足,内嵌钢板并未发挥出全部作用,两者之间匹配关系不合理。为研究内嵌钢板与边框柱之间的合理刚度匹配关系,采用ABAQUS有限元分析软件建立20个横波钢板剪力墙变参模型进行数值模拟,通过改变内嵌钢板的高宽比和边框柱的翼缘宽度来改变匹配刚度。对比模拟结果和试验结果得出:有限元分析结果和试验结果吻合度较高;当内嵌波形钢板的高宽比为2∶1且边框柱的翼缘宽度为150 mm时,匹配效果较优。     

抗弯钢框架-密肋网格复合钢板墙抗侧力体系抗震性能理论与试验研究

提出了密肋网格复合钢板剪力墙,并与抗弯钢框架相结合,充分发挥各自的性能。从理论和试验两个方面对其抗震性能进行了研究。其中理论分析主要研究了密肋网格复合钢板剪力墙的受力机制,提出了密肋网格板的构造措施,并通过有限元模型分析了其受力性能;试验研究主要针对一榀双跨两层抗弯钢框架-密肋网格复合钢板剪力墙试件进行拟静力试验,考察其在低周反复荷载作用下的侧向刚度及承载性能、滞回特性、耗能能力及破坏特性等,评价了该体系的抗震性能。研究表明：该体系在弹性阶段主要依靠墙板的剪切机制和钢框架共同承担水平荷载,非弹性阶段区格中钢板的对角斜向拉力带为结构提供侧向承载能力;密肋网格板避免了墙板发生整体剪切屈曲,限制了钢板的面外变形值,提高了其弹性刚度,缓解了墙板拉力带对边框架柱的附加弯矩,保护了主要受力构件,克服了滞回曲线的捏缩现象,显著增强了其耗能能力;钢框架与密肋网格复合钢板剪力墙具有良好的协同工作性能,体系变形能力强,大变形状态下具有稳定的承载性能,安全储备高,是优秀的抗侧力体系;破坏模式为区格中钢板屈曲屈服并撕裂,拉力场效应明显,钢框架梁端及钢框架柱底形成塑性铰。     

双层不等高开缝钢板剪力墙受力性能分析

本文在对比单层等高开缝钢板剪力墙与双层等高开缝钢板剪力墙受力性能的基础上,建立了"梭形"、"凸形"、"蝶形"、"凹形"等4种双层不等高开缝钢板剪力墙,对其进行往复水平荷载作用下的受力性能研究,通过对比分析其滞回曲线、骨架曲线及能量耗散系数等参数,研究了4种开缝形式对钢板剪力墙的影响。结果表明:相同开缝率下的双层开缝钢板剪力墙受力性能优于单层开缝形式,抗侧刚度及承载力和耗能能力均得到提高;双层不等高开缝形式钢板剪力墙抗侧刚度、累积滞回环面积、承载能力均较等高双层钢板剪力墙大幅提高,其中"凹形"不等高开缝形式最佳。     

四角连接弧形开口钢板剪力墙抗震性能有限元分析

利用非线性有限元软件ABAQUS建立了四角连接弧形开口钢板剪力墙分析模型，在验证了有限元计算准确性的基础上，研究了钢板墙厚度及钢板墙加劲形式等对结构抗震性能的影响，结果表明：增大钢板墙厚度，可以提高四角连接弧型开口钢板剪力墙的承载力、刚度、耗能能力，但不利于控制钢板墙的面外变形；与设置纵横加劲肋相比，设置斜加劲肋可以显著提高四角连接弧型开口钢板剪力墙的承载力、刚度、耗能能力，同时也能较好地限制加载前期钢板墙的面外变形，可以作为提高结构抗震性能的重要参考；不同四角连接弧型开口钢板剪力墙模型的等效黏滞阻尼系数值均在0.251～0.287之间，表现出良好的耗能效率；四角连接弧型开口钢板剪力墙在加载过程中可以形成稳定的拉力带，并能保障钢板墙先于框架发生破坏，形成了“强框架、弱钢板”的抗震结构体系。