高层住宅短肢剪力墙结构体系抗震性能研究

本文选取福州某典型的高层短肢剪力墙结构住宅。通过对缩尺模型在多遇地震和罕遇地震下,模拟地震振动台试验,研究其动力特性和整体抗震性能。根据模拟振动台试验的结果,结合短肢剪力墙结构力学分析结果,对短肢剪力墙结构提出设计建议。     

底层大空间带暗支撑剪力墙结构振动台试验研究

进行了2个1/8缩尺的底层大空间部分框支剪力墙结构模型(其中一个模型的两片落地剪力墙配有暗支撑)的振动台试验,试验结构经历了弹性阶段、开裂直至破坏全过程,研究了结构在各个阶段的动力特性变化及动力反应,比较了两个结构模型的破坏形态,进行了弹性和非线性有限元时程反应分析。试验及分析结果表明,在混凝土开裂前的弹性阶段,带暗支撑剪力墙结构的抗震性能与普通剪力墙结构基本相同;在混凝土开裂后的弹塑性阶段,带暗支撑剪力墙结构的结构抗力明显大于普通剪力墙结构的结构抗力,带暗支撑剪力墙结构模型的底层最大层间位移反应比普通剪力墙结构模型的底层最大层间位移反应显著减小,带暗支撑剪力墙与普通剪力墙的破坏形态不同,带暗支撑剪力墙底部塑性铰区的高度显著大于普通剪力墙底部塑性铰区的高度。     

带暗支撑短肢剪力墙结构振动台试验研究

提出了钢筋混凝土带暗支撑短肢剪力墙结构体系。进行了1个1/6缩尺的带暗支撑短肢剪力墙结构模型与1个1/6缩尺的普通短肢剪力墙结构模型模拟地震振动台试验研究。通过试验,分析了两个模型在弹性、开裂、破坏各阶段的动力特性及动力反应,比较了两个结构模型的破坏形态。试验结果表明:在弹性阶段,两结构的动力特性及动力反应相近;在混凝土开裂后的弹塑性阶段,带暗支撑短肢剪力墙结构与普通短肢剪力墙结构相比,其抗震能力显著提高,层间位移及结构顶点位移峰值显著减小;带暗支撑短肢剪力墙结构墙肢底部塑性铰区域比普通短肢剪力墙结构塑性铰区域显著增大,抗震耗能能力显著提高。建立了结构弹性和弹塑性有限元时程分析力学模型,进行了结构的时程动力计算分析,计算结果与试验结果符合较好。     

全再生骨料混凝土高剪力墙的振动台试验

为了解全再生骨料混凝土高剪力墙的抗震能力,并与普通混凝土高剪力墙的抗震能力进行比较,进行了2个高剪力墙模型的振动台试验研究。2个试验模型中,1个为普通混凝土高剪力墙,1个为粗骨料、细骨料均为再生骨料的混凝土高剪力墙。通过对实测数据的对比分析,研究了全再生骨料混凝土高剪力墙在弹性和开裂后弹塑性阶段的动力特性、动力响应及其最终破坏形态。结果表明:全再生骨料混凝土高剪力墙的抗震能力低于普通混凝土高剪力墙的抗震能力,建议实际工程中采用抗震性能相对较好的再生粗骨料混凝土剪力墙。     

由钢筋混凝土剪力墙和钢管混凝土框架组成的高层组合结构抗震性能研究

建筑结构中,由钢管混凝土柱和钢梁组成的组合框架得到广泛应用。在中国,组合框架结构常与钢筋混凝土剪力墙组合构成高层建筑结构。然而,对这种结构抗震性能的研究却很少。对2个由组合框架和钢筋混凝土剪力墙组成的30层建筑模型进行振动台试验,组合框架分别采用钢管混凝土圆柱和方柱;分别选用了加速度峰值为0.2g,0.4g,0.6g及0.8g的Taft波,ElCentro波和天津波。结果表明:地震作用下组合框架能很好地与核心混凝土剪力墙结构共同工作,2个模型均表现出了很好的抗震性能。     

配置斜筋的单排配筋混凝土低矮剪力墙动力性能试验研究

在单排配筋混凝土低矮剪力墙的墙体或底部配置斜筋,可限制墙体斜裂缝开展,提高剪力墙的基底抗剪切滑移能力,改善其抗震性能。为了解不同斜筋布置形式对其动力性能与地震损伤破坏机理的影响,进行了3个不同配筋形式的混凝土低矮剪力墙模型振动台试验,包括1个普通单排配筋混凝土剪力墙,1个墙体内配置45°斜筋的单排配筋混凝土剪力墙,1个墙体底部配置45°斜筋的单排配筋混凝土剪力墙。在试验基础上,分析了3个剪力墙模型在弹性、开裂及弹塑性损伤破坏等不同受力阶段的自振特性与地震反应,比较了其破坏形态和加速度、位移时程反应。研究结果表明,配置斜筋能有效地提高单排配筋混凝土低矮剪力墙的抗震能力。     

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。     

双向单排配筋高剪力墙抗震试验及计算分析

双向单排配筋混凝土剪力墙适用于多层住宅结构,为将其抗震性能与砖砌体结构进行比较,研究低配筋率、水平分布钢筋端部锚固形式、不同边缘构造对高剪力墙抗震性能的影响,进行了4个剪跨比为2.0的高剪力墙低周反复荷载试验研究,其中3个为不同设计参数的混凝土剪力墙,1个为约束配筋页岩砖砌体剪力墙。分析比较了各剪力墙的滞回特性、承载力、延性、刚度及其退化过程、耗能能力及破坏特征。在试验研究基础上,给出了其承载力简化力学计算模型与公式,计算结果与试验结果吻合较好。研究表明,双向单排配筋混凝土高剪力墙的抗震性能优于砖砌体墙,满足多层住宅结构抗震设计要求。     

全预制装配整体式剪力墙结构抗震性能研究

为研究全预制装配整体式剪力墙结构(NPC)的抗震性能,以江苏海门中南世纪城33号楼为例,进行了1/2模型设计与振动台试验,采用低周反复加载试验手段,掌握框架的裂缝开展、出铰顺序、破坏过程和破坏形态,分析全预制装配短肢剪力墙结构的破坏机制、承载能力、变形、滞回特性、耗能能力等结构特性,并与现浇混凝土框架结构比较.结果显示,两种结构体系性能相近.     

钢板剪力墙研究及工程应用

对纯钢板剪力墙、内置钢板混凝土组合剪力墙、外包钢板混凝土组合剪力墙三类剪力墙进行综合研究,给出了3种钢板剪力墙特性及设计方法,同时中国建筑千米级摩天大楼为载体,对外包钢板混凝土组合剪力墙进行研究。研究表明:此3种钢板剪力墙结构延性好、耗能能力强,具有良好的抗震性能;纯钢板剪力墙结构非常适用高烈度区普通结构或350 m以下的超高层建筑;内置钢板混凝土组合剪力墙刚度大、强度高、延性好,可充分发挥混凝土和钢材2种材料的特性,但施工非常复杂;外包钢板混凝土组合剪力墙是一种新型剪力墙,对使用高强度、高性能混凝土和钢材没有限制,该种墙体更容易满足抗震性能化要求,且施工方便,工业化程度高;3种剪力墙均满足平截面假定,可采用纤维元的方法计算钢板混凝土组合剪力墙承载力。