基于性能的钢筋混凝土剪力墙变形能力分析研究

以钢筋混凝土剪力墙试验研究为基础,采用有限元软件ABAQUS建立了剪力墙的非线性有限元模型.对构件加载的全过程进行模拟,考虑材料的非线性本构关系、损伤模型和受拉开裂后的行为,与试验结果进行对比;计算曲线与试验曲线吻合良好,验证了有限元分析模型的准确性.分析影响变形能力的主要参数,包括轴压比、配筋率、高宽比和配箍特征值.提出不同轴压比和极限顶点位移角情况下约束边缘构件长度与配箍特征值的设置要求.用三种计算方法计算了极限位移角为1/100或位移延性比为3时所需的约束边缘构件长度和配箍特征值,并与有限元结果进行了对比.     

剪力墙结构中强连梁最优位置及数量的确定方法

已有的试验研究表明带强连梁的双肢剪力墙结构比普通双肢剪力墙结构有更好的抗震性能,但这种结构中强连梁的最优位置和设置数量尚没有合理的确定方法.在均匀剪力墙结构的若干假定下,将弱连梁的约束作用归并于墙肢,墙肢刚度用等效刚度表达;将带强连梁和弱连梁的双肢剪力墙简化为仅带强连梁的双肢剪力墙.根据每根强连梁处强连梁与墙肢转角相等的变形协调方程,求出每根强连梁的约束弯矩;用单位荷载法求出了结构顶点位移;按强连梁使结构顶点位移减小量最大来确定其最优位置.分析结果表明,强连梁的最优位置与其设置数量n之间的关系可近似表示为i/(n 1),i=1—n,而强连梁的设置数量n以使结构顶点位移满足使用要求来确定.方法简单实用,可供初步设计时参考应用.     

带加强层超高层结构受力性能研究及设计建议

在已有的简化理论分析结果基础上,对带加强层高层建筑结构进行空间建模,研究了倒三角形和均布侧向荷载作用下结构的顶点位移、框架柱内力与加强层数量、加强层伸臂与内筒线刚度比、外柱与内筒的刚度比的关系。通过一系列数值计算,分析了带加强层高层建筑结构的受力性能,通过侧移及内力与加强层位置、结构构件的刚度比等关系,得出了合理的刚度比取值范围及限值。研究结果可供实际工程参考。     

免拆UHPC模板RC梁受弯性能试验及承载力分析

对4根免拆超高性能混凝土（UHPC）模板钢筋混凝土（RC）梁和2根RC梁进行了受弯性能试验,试件变化参数为配筋率和保护层厚度,重点研究免拆UHPC模板RC梁的受力性能以及模板与后浇混凝土的剥离情况。结果表明：从开始加载到峰值荷载点,免拆UHPC模板与后浇混凝土界面没有发生任何滑移及剥离;峰值荷载后至构件破坏时,预制UHPC模板与后浇混凝土界面出现轻微剥离;免拆UHPC模板RC梁的开裂荷载较普通RC梁提高了近50%,屈服荷载、极限荷载提高约为10%。基于截面平衡条件、平截面假定以及UHPC、混凝土、钢筋的本构关系,建立了免拆UHPC模板RC梁的受弯承载力计算公式,公式计算值与试验值吻合较好。     

预期损伤部位采用FRC增强梁柱板组合件的力-位移模型

将纤维增强混凝土（FRC）增强的梁柱板组合件的变形分解为节点变形、梁变形和柱变形引起的变形之和,通过贝叶斯参数估计方法建立了节点核心区剪应力-剪切变形模型;采用力学分析,建立了梁端与柱端的弯矩-曲率模型,由此建立了预期损伤部位采用FRC增强的梁柱板组合件的力-位移模型。结果表明：采用该文建立的力-位移模型的分析结果与试验结果符合较好;柱梁抗弯承载力比从1.1增大到1.6时,峰值荷载下总变形中节点变形的比率平均下降了37.4%,而梁变形比率平均增加了58.8%;相对于考虑6倍板厚翼缘宽度,考虑8倍板厚翼缘宽度更能有效控制节点变形,其峰值荷载下总变形中节点变形的比率平均下降了33.4%,而梁变形比率平均增加了42.9%。     

FRC框架结构地震风险评估的简化方法

对结构地震风险进行精细的量化分析成为在直接财产损失、居住中断时间、死亡人数评估中必不可少的部分。该文首先用增量动力分析（IDA）法对纤维增强混凝土（FRC）框架结构进行动力时程分析,获得其IDA曲线,据此确定结构的地震易损性曲线,并由此考虑知识不确定性,确定考虑知识不确定性的易损性曲线;按考虑知识不确定性的易损性曲线与地震危险性曲线相结合,进行风险评估;然后基于Laura Eads等提出的评估地震风险的简化方法来进行风险评估。分别对按我国规范设计的8层FRC框架结构和钢筋混凝土（RC）框架结构进行分析。结果表明：采用简化方法得到的FRC框架和RC框架结构的倒塌风险均偏大,误差分别为5.7%和8.0%,对于结构风险评估是可行和偏于保守的。     

FRC框架结构基于等效单自由度模型的抗地震倒塌能力评估

为了快速评估建筑结构的抗地震倒塌能力,该文基于Adam等提出的等效单自由度模型,首先用Pushover分析方法对纤维增强混凝土(FRC)结构进行静力弹塑性分析,获得其基底剪力-顶点位移曲线,据此确定其力-变形关系;然后根据力-变形关系以及侧向位移形状函数,确定相应的等效单自由度模型的相关参数;按等效单自由度模型计算结构的抗地震倒塌能力。分别对某8层钢筋混凝土框架结构和FRC框架结构进行分析。结果表明:用与多自由度结构相应的等效单自由度模型评估FRC框架结构的整体抗地震倒塌能力是可行和偏于保守的;采用抛物线加载模式比倒三角加载模式得到更接近由IDA分析所得的结构抗地震倒塌能力中位值;在其他条件相同时,FRC框架结构比普通混凝土框架结构具有更高的抗地震倒塌能力。     

纤维增强混凝土梁柱节点受剪承载力计算模型研究

纤维增强混凝土(FRC)具有受拉应变-硬化和多裂缝开展特性,替代普通混凝土作为梁柱节点核心区基体材料以减少箍筋的数量。该文通过建立协调方程、平衡方程和本构关系,对FRC梁柱节点在地震作用下的受力性能进行分析,提出FRC梁柱节点核心区剪应力-剪应变骨架曲线理论计算模型,并研究其开裂点、屈服点和峰值点的剪应力和剪应变计算方法。将理论计算结果与试验结果进行比较,结果表明:提出的剪应力-剪应变理论计算模型可以较好地反映FRC梁柱节点在地震作用下的剪应力-剪应变关系。     

高延性混凝土无腹筋梁受剪性能试验研究

提出采用高延性混凝土改善梁的抗剪性能和变形能力,设计了8个高延性混凝土梁和3个作为对比试件的混凝土梁,并通过静力试验研究不同剪跨比和配筋率高延性混凝土无腹筋梁的破坏形态和破坏机理。高延性混凝土无腹筋梁的剪切破坏形态有挤压破坏、剪压破坏、弯剪破坏和剪拉破坏。试验结果表明：高延性混凝土梁的剪切破坏均表现出一定的延性,与普通混凝土梁的脆性剪切破坏具有明显不同;高延性混凝土梁的剪切裂缝开展缓慢,说明高延性混凝土良好的拉伸应变硬化和多裂缝开展特性能够有效控制剪切裂缝的发展,防止混凝土压碎剥落,显著提高梁的抗剪性能和耐损伤能力;相比普通混凝土无腹筋梁,高延性混凝土无腹筋梁的受剪承载力和变形能力均有明显提高,表明采用高延性混凝土可以显著改善无腹筋梁的脆性剪切破坏模式;剪跨比和纵筋配筋率对高延性混凝土梁的剪切破坏形态和承载力影响较大,其受剪承载力随剪跨比的增大而降低,随配筋率的增大而有所提高。     

钢筋混凝土剪力墙变形能力计算方法研究

为了确定钢筋混凝土剪力墙的变形指标,在考虑剪力墙构件高宽比、配箍特征值、轴压比和非线性剪切变形等影响剪力墙构件变形的因素之后,该文提出了一种剪力墙变形能力计算模型。该模型由受拉区、受压区及刚性域组成,称之为拉-压刚域模型。将该计算模型用于两组共12片剪力墙构件的变形指标计算,并将计算值与试验值进行了对比分析。结果表明,剪力墙构件顶点极限位移、极限转角、极限曲率以及顶点开裂位移、屈服位移和位移延性系数的理论值均与试验值吻合较好。对比结果验证了该文计算模型的有效性。