郑远[1]2008年在《带暗支撑剪力墙及核心筒体非线性分析及性能研究》文中进行了进一步梳理随着我国城市化进程的加快,高层住宅越来越多,钢筋混凝土剪力墙由于具有良好的抗震性能,在高层建筑中的应用非常广泛。剪力墙作为建筑结构中的一种主要抗侧力体系,改善剪力墙的抗震性能是国内外一直关注的问题。北京工业大学的曹万林教授提出了带暗支撑剪力墙,试验证明在剪力墙中加设暗支撑可明显地改善剪力墙的抗震性能。但在带暗支撑剪力墙的有限元理论研究上还有不足,使用将暗支撑钢筋弥散分布在混凝土单元中的方法模拟暗支撑剪力墙无法充分体现暗支撑对剪力墙耗能能力的贡献。本文对此做了一定的改善,用独立的单元模拟暗支撑,对带暗支撑剪力墙进行了较系统的有限元理论分析和设计方法研究。高层建筑常常用筒体作为其主要的抗侧力部件,本文提出了改善筒体抗震性能的措施,并进行了相应的理论分析。本文完成的主要内容及成果如下:(1)对钢筋混凝土剪力墙三维非线性有限元理论进行了阐述,采用ANSYS有限元分析软件建立了低剪力墙弹塑性有限元分析模型。钢筋混凝土采用ANSYS中的SOLID65混凝土带筋单元,暗支撑采用PIPE20管单元模拟。混凝土的裂缝模型采用弥散裂缝;钢筋采用双线性弹塑性本构模型。利用此模型分别对整体带暗支撑低剪力墙和带暗支撑双肢剪力墙进行了数值模拟。将计算结果与试验数据作对比,验证数值模型的正确性。(2)在有限元计算结果的基础上,深入地分析了带暗支撑低矮剪力墙及带暗支撑双肢剪力墙的刚度及其衰减过程、承载力、延性、耗能能力、破坏机制等。揭示了交叉钢筋和暗柱对提高剪力墙抗震性能的作用;揭示了暗支撑与剪力墙共同工作的机理。(3)在带暗支撑剪力墙的研究基础上,进一步研究了带暗支撑核心筒体,通过1/6缩尺的带暗支撑核心筒体结构和普通核心筒体结构的有限元计算结果,比较分析了它们的承载力、刚度、延性、耗能能力及破坏机制。计算结果表明,带暗支撑筒体比普通筒体的抗震性能明显提高。(4)对带暗支撑剪力墙及核心筒体进行了参数分析,比较分析了不同暗支撑配形式和不同配筋比对剪力墙及筒体的承载力、延性及耗能性能的影响,提出了在设计时的参数选择建议。
王义俊[2]2015年在《新型高阻尼混凝土暗支撑剪力墙抗震性能与设计方法研究》文中进行了进一步梳理高阻尼混凝土具有较好的抗冲击韧性和阻尼性能,将其用于结构中,可以吸收并耗散地震时输入结构的能量,是混凝土技术的一个发展方向。现有的耗能减振措施一般是过在结构中通附加阻尼装置来耗散地震输入结构中的能量,避免结构在强震作用下过早发生破坏,这往往给设计和施工带来诸多不便。在高阻尼混凝土研究的基础上,结合现有的高阻尼混凝土剪力墙的研究成果,提出了高阻尼混凝土带钢板暗支撑的新型剪力墙结构。为提高抗震投入的经济效益,提出在塑性区用部分高阻尼混凝土剪力墙代替全部由高阻尼混凝土浇筑的剪力墙;为了进一步提高阻尼混凝土剪力墙的延性,提出了用具有超高延性高阻尼ECC在塑性区部分浇筑的剪力墙结构。本文进行了上述相关试验研究和理论分析。主要内容和结果如下:(1)进行了2组9种不同配比下的ECC材性实验,研究了聚灰比、单一乳液和乳液共混对ECC材料的基本力学性能的影响,得到了阻尼增强效果较优的掺料百分比;完成了9种不同配比下ECC悬臂梁在不同振幅下的阻尼测试,获得了ECC悬臂梁的阻尼比与变形的变化关系。在此基础上,提出了增强阻尼ECC悬臂梁构件阻尼比的计算理论与方法两折线阻尼比理论模型。(2)完成了2片部分高阻尼混凝土带钢筋暗支撑剪力墙的抗震性能试验,获得了剪力墙在静力反复荷载作用下的破坏模式、承载力、滞回曲线以及耗能能力等抗震性能指标。试验分析表明,用部分高阻尼混凝土来替代全部由高阻尼混凝土浇筑剪力墙,其承载力和延性相差较小,且能节约工程造价,在经济上更具合理性;与部分高阻尼混凝土剪力墙试验结果相比,部分高阻尼ECC剪力墙延性和变形能力无显著差别,但其开裂荷载和峰值荷载有较大程度的提高,刚度退化较小。(3)完成了2片高阻尼混凝土带钢板暗支撑双肢剪力墙的低周反复加载试验。与已有试验结果的对比,高阻尼混凝土带钢板暗支撑双肢剪力墙的开裂荷载、极限承载力、后期刚度、变形能力、耗能能力均有一定程度的提高。在试验过程中,首先在连梁端部形成较为明显的塑性铰,其次墙肢边框柱底部混凝土被压酥而发生明显的破坏,屈服破坏机制具有明确的两道抗震防线。该新型剪力墙体系能有效提高抗震能力,具有一定的工程实用意义。将该新型剪力墙结构用于工程中,更有利于结构的抗震。(4)通过理论分析,提出了以开裂点、屈服点、峰值点和极限点为特征点并考虑刚度退化的带暗支撑剪力墙四线型荷载-位移回复力模型,并给出了各特征点参数以及各阶段刚度计算公式。采用本文提出的四折线复力模型所的计算滞回曲线与试验滞回曲线吻合较好。分别采用MSC.MARC和ABAQUS有限元软件模拟了剪力墙的受力性能,模拟结果与试验结果吻合较好。(5)剪跨比、轴压比和墙肢配筋率是影响剪力墙塑性铰长度的主要因素。在数值模拟的基础上,利用MATLAB软件拟合出了单一影响因素对塑性铰长度的影响。进而,通过多参数拟合,提出了在主要因素影响下的塑性铰长度计算模型。按剪跨比和轴压比的不同,统计得到了剪力墙在同性能阶段的性能目标,为剪力基于性能的设计提供参考和依据。完善了基于位移的变形能力的剪力墙结构体系的抗震设计方法,并给出了剪力墙配箍特征的计算方法。
陈俊名[3]2010年在《钢筋混凝土剪力墙动力加载试验及考虑应变率效应的有限元模拟》文中提出剪力墙作为高层建筑中的一种主要构件,它具有比较大的侧向刚度,从而能够较显著地减小结构的侧向位移,同时在强风和强地震作用下能有效地通过反复塑性变形来耗散地震能量,从而成为了高层建筑中重要的抗震结构构件。因此,对剪力墙构件在动力荷载作用下的非线性性能的理论和试验研究非常重要。本文通过两片钢筋混凝土剪力墙构件的快速加载试验研究了加载速率对钢筋混凝土剪力墙构件水平承载力和滞回性能的影响；同时基于大型有限元软件ABAQUS的混凝土损伤塑性模型并考虑应变率效应,建立了剪力墙构件的有限元模型,对其在不同加载速率下的力学性能进行了模拟。本文主要的研究工作如下：(1)本文设计了两片钢筋混凝土剪力墙试件,以加载速率作为变化参数进行了快速加载试验。通过本次试验得到了各片墙的力-位移滞回曲线和骨架曲线,并根据试验结果对墙体构件的抗震性能,包括延性系数、强度退化、刚度退化和耗能性能进行了分析；(2)运用基于压电陶瓷的智能骨料监测技术,对快速加载试验中剪力墙构件的损伤状况进行了监测。基于对压电陶瓷的测量信号的小波包分析,定义了混凝土的损伤指标,对剪力墙构件在不同的加载水平下的损伤的发生发展状况进行了监测,并与试验观察结果进行了比较,证明了基于压电陶瓷的监测技术的可行性；(3)建立了基于ABAQUS中混凝土塑性损伤模型的考虑应变率效应的钢筋混凝土剪力墙构件的有限元模型。同时应用该模型对试验试件进行了有限元分析,得到了试件的荷载-位移曲线,并与试验结果进行比较,验证了所建立的考虑应变率效应的有限元模型的可行性；(4)通过所建立的有限元模型对剪力墙构件进行了参数分析,主要考虑了轴压比,配筋率,高宽比对剪力墙构件力学性能的影响,并得到相应的墙体荷载一位移曲线；在进行轴压比分析时,将有限元分析结果与现有试验结果对比,再次验证了本文建立的有限元模型的有效性。
白亮[4]2009年在《型钢高性能混凝土剪力墙抗震性能及性能设计理论研究》文中研究说明型钢高性能混凝土(SHPC)剪力墙通过型钢与高性能混凝土的相互组合,使高性能混凝土的脆性得到较好的改善,型钢的作用得到充分发挥,构件的延性得以显著提高。目前国内外对这种构件的抗震性能研究较少,本文拟通过试验与理论分析,研究SHPC剪力墙的抗震性能及性能设计理论与方法,将基于性能的抗震设计理论应用于SHPC剪力墙的抗震设计。主要研究内容如下:(1)对6个SHPC剪力墙试件进行了低周反复水平加载试验,研究了这种构件在压、弯、剪共同作用下的破坏过程和破坏机理;分析了SHPC剪力墙的剪跨比、轴压比、水平分布钢筋数量等因素对其破坏形态、滞回特性、延性及耗能能力的影响。(2)根据对滞回曲线和骨架曲线的分析研究,提出了考虑刚度退化的SHPC剪力墙恢复力模型。用试验拟合方法,建立了SHPC剪力墙四(三)折线骨架曲线,给出了骨架曲线各个关键点的计算公式;对SHPC剪力墙的刚度退化规律以及基于试验现象的滞回规则进行了分析。研究结果表明,骨架曲线下降段的刚度主要与墙肢端部型钢的屈服应变、轴压比及约束区箍筋配箍特征值等因素有关。(3)运用CANNY程序提供的纤维墙元模型对SHPC剪力墙进行了数值分析,数值分析结果基本反映了试件的滞回特征,说明用CANNY程序对SHPC剪力墙进行非线性分析是可行的。同时在试验研究的基础上,借助CANNY程序对影响SHPC剪力墙抗震性能的有关参数进行了补充分析。(4)在SHPC剪力墙低周反复水平加载试验研究的基础上,建立了其开裂荷载计算公式、正截面受压承载力及斜截面受剪承载力计算公式,通过与试验数据的对比表明,本文建议公式的计算结果与试验结果较为符合。(5)利用SHPC剪力墙截面变形条件和平衡条件,建立了截面的屈服曲率与极限曲率,并根据剪力墙曲率延性系数与位移延性系数的关系,确定了SHPC剪力墙相应的位移延性系数。通过计算分析,得到了SHPC剪力墙轴压比、箍筋配箍特征值、墙体高宽比与位移延性系数之间的关系。研究结果表明,轴压比是影响SHPC剪力墙延性的主要因素,适当增加SHPC剪力墙约束区箍筋配箍特征值并控制其轴压比,可以提高SHPC剪力墙的位移延性。最后,给出了不同轴压比及箍筋配箍特征值情况下,SHPC剪力墙位移延性系数的取值,可供对SHPC剪力墙进行截面变形能力评估时参考。(6)在本文SHPC剪力墙试验研究的基础上,参考已有SRC剪力墙试验研究资料,将SHPC剪力墙结构的性能划分为使用良好、暂时使用、生命安全和接近倒塌四个水平;定义了各性能水平对应的构件性能状态;量化了SHPC剪力墙结构四个性能水平极限状态对应的层间位移角限值。(7)由SHPC剪力墙截面屈服曲率及极限曲率推算结构的目标位移,得到SHPC剪力墙的极限位移角,建立了SHPC剪力墙基于性能的变形能力设计方法,提出了SHPC剪力墙不同轴压比限值下,满足特定目标位移需求的约束钢筋数量的确定方法。
肖全东[5]2015年在《装配式混凝土双板剪力墙抗震性能试验与理论研究》文中研究表明近年来,随着我国城镇化进程的加快,国家大力推进新型建筑工业化,以实现建筑业转型升级。装配式混凝土剪力墙结构在我国中、高层建筑尤其是住宅中得到越来越广泛的应用。装配式混凝土双板剪力墙(DWPC剪力墙)结构作为工业化建筑的一种重要结构形式,将在我国高层建筑中发挥其重要作用。本文结合“十二五”国家科技支撑计划课题《装配式建筑混凝土剪力墙结构关键技术研究》(2011BAJ10B03),江苏省产学研前瞻性联合研究项目《装配式混凝土双板剪力墙结构关键技术研究》(BY2014127-05),以及江苏省普通高校研究生科研创新计划项目《装配混凝土剪力墙结构抗震性能研究》(CXLX13_105),采用试验研究、理论分析和工程应用相结合的研究方法,对DWPC剪力墙结构的抗震性能进行了较系统的试验研究和理论分析,并将DWPC剪力墙结构应用于高烈度区(8度0.3g)的工程实践。最后结合DWPC剪力墙结构的优缺点,提出了可行的DWPC剪力墙结构的应用建议,以发挥其在我国新型建筑工业化进程中的作用。本文提出的DWPC剪力墙构造改进措施,经试验验证和有限元数值模拟分析,表明其承载能力、整体性能和抗震性能有所改善,经构造改进的DWPC剪力墙能应用于我国大多数抗震设防区的抗震建筑中；论文建立的恢复力模型和参数化数值模拟分析结果,可供DWPC剪力墙动力分析和结构设计提供参考。论文的主要工作及成果如下：1.在广泛查阅文献的基础上,回顾总结了装配式混凝土剪力墙结构的有关技术和研究成果,介绍了国内外部分研究工作者和企业开展的相关工作和研究成果,为DWPC剪力墙结构提供分析思路和研究基础。2.按不同边缘构造(竖向钢筋不同以及连续复合螺旋箍筋不同)、不同剪跨比(分别为2.078和3.325)设计制作了3组共11片DWPC剪力墙足尺比例试件,其中包含2片预应力混合装配双板剪力墙试件,进行了低周反复荷载下的抗震性能试验研究。对试验过程和现象、试验结果进行了分析和研究,并与相应的现浇对比试件试验结果进行对比。主要包括滞回曲线和骨架曲线分析、变形能力及承载力分析、层间位移角分析、刚度退化分析、耗能能力分析和钢筋应变分析等。试验结果表明,DWPC剪力墙具有良好的抗震性能,更高的开裂荷载和承载能力,更高的刚度,变形能力则低于现浇对比试件。与现浇对比试件相比,第1组试件(剪跨比3.325,边缘构件4根竖向钢筋和1个连续螺旋箍筋)极限荷载提高不明显,约1.2%-6.2%,开裂位移、屈服位移和极限位移减小约20%,弹性刚度提高超过25%；第2组试件(剪跨比2.078,边缘构件6根竖向钢筋和2重连续复合螺旋箍筋)开裂荷载提高超过40%,屈服荷载和极限荷载提高超过16%,开裂位移略有减小,屈服位移和极限位移减小约25%；第3组试件(剪跨比2.078,边缘构件8根竖向钢筋和3重连续复合螺旋箍筋)开裂荷载提高超过43%,极限荷载提高约22%；预应力混合装配试件SW10、SW11和普通装配试件SW8、SW9相比,开裂荷载、屈服荷载和极限荷载均得到一定提高,但屈服位移和极限较小。3.基于DWPC剪力墙低周反复荷载试验的结果,在对滞回曲线和骨架曲线进行分析的基础上,通过对骨架曲线进行无量纲化处理,归纳出骨架曲线关键点及计算方法,提出了DWPC短肢剪力墙四折线恢复力模型和DWPC普通剪力墙三折线恢复力模型,分别确定了其滞回规则,推出加载刚度和卸载刚度计算公式,并将计算得到的骨架曲线与试验结果进行对比,验证了本文提出的恢复力模型,恢复力模型各关键点的计算值与试验结果吻合较好,建议的恢复力模型能较好的反映试件的滞回性能,可供DWPC剪力墙结构弹塑性地震反应分析时参考。此外,结合试验结果,通过分析对比,提出了适用于DWPC剪力墙构件承载力计算的计算公式,可供工程实践参考。4.基于混凝土损伤塑性模型理论,在反复测算的基础上,确定DWPC剪力墙数值模拟分析参数,并通过ABAQUS有限元软件对本文的8个DWPC剪力墙试件进行数值模拟分析,通过对比数值模拟结果和试验结果,验证本文建立有限元模型数值模拟的可行性。在此基础上对DWPC剪力墙进行了下列参数变化的参数化分析：轴压比、边缘构件水平接缝连接钢筋直径、边缘构件竖向钢筋直径、边缘构件螺旋箍筋数量以及混合装配DWPC剪力墙所施加的预应力等。参数化分析结果显示,轴压比对DWPC剪力墙的骨架曲线具有显著影响,水平接缝连接钢筋直径、墙体边缘构件竖向钢筋直径和边缘构件连续复合螺旋箍筋对DWPC剪力墙承载力有一定影响。而由于预应力筋布置在墙体的中部,其主要作用是改善墙体变形恢复能力及延缓钢筋屈服,故预应力筋预张力的大小对混合装配的DWPC剪力墙的承载力几乎没有影响。5.介绍了目前国内有代表性的装配式混凝土剪力墙结构及其建造技术,并进行简单评价。在此基础上,重点介绍了DWPC剪力墙结构的试点工程应用研究,包括抗震设计措施、主要节点连接及构件设计研究和相关建造技术研究。主要节点连接及构件结合本文试验结果进行设计,介绍了相应的做法以及对原DWPC体系预制墙的改善措施,以适用于我国抗震区。此外,对DWPC剪力墙结构在推动新型建筑工业进程中的优缺点进行了分析,并提出了相应的建议。上述试验研究和理论分析,为DWPC剪力墙结构的后续研究和工程应用提供了基础和依据,并对我国推进新型建筑工业化有重要现实意义。
童小龙[6]2016年在《活性粉末混凝土剪力墙抗震性能及设计方法研究》文中研究说明针对当前高层结构普遍存在结构自重和竖向构件截面尺寸大的问题,基于活性粉末混凝土RPC(Reactive Powder Concrete)材料的优越性能,对RPC剪力墙抗震性能及设计方法进行了试验和理论研究,并分析了RPC剪力墙在超高层结构中应用的可行性。主要的研究工作如下:(1)系统总结了RPC材料及构件和结构的研究现状,对RPC在实际工程中的应用情况进行了分析,对混凝土剪力墙的研究进程进行了较详细的归纳,结合高层结构特点,从理论上论证了RPC剪力墙的可行性。(2)对3片不同高宽比的RPC剪力墙进行了低周反复荷载试验,主要研究了高宽比对RPC剪力墙试件承载力、破坏形态、滞回特性、延性、耗能能力等抗震性能的影响。试验结果表明:RPC剪力墙承载力高,高宽比对RPC剪力墙的破坏形态有重要影响,高宽比为1、1.5和2的RPC剪力墙分别发生剪切破坏、弯剪破坏和弯曲破坏,随着高宽比的增大,试件滞回曲线捏拢程度减弱,试件耗能能力增强,耗能量增大3.9倍,高宽比为2的剪力墙位移延性系数大于3。RPC剪力墙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。(3)采用有限元分析程序Open Sees和分层壳单元对RPC剪力墙试件进行了加载全过程数值模拟,数值模拟结果与试验结果吻合较好,进而选定高宽比、轴压比、暗柱纵筋配筋率、分布钢筋配筋率等参数为变量,对RPC剪力墙的受力情况进行了参数分析,主要分析各参数对其承载力和延性的影响规律。结果表明:所分析的RPC剪力墙高宽比大于2.0时,可以保证位移延性系数不小于3的延性要求;轴压比对承载力和位移延性影响明显,随着轴压比增大,承载力增大的同时延性降低显著;增大暗柱纵筋配筋率能提高RPC剪力墙的承载力,但配筋率大于4.24%后,构件的延性却开始减小;墙面分布钢筋对RPC剪力墙承载力和延性影响均较小。(4)基于试验研究,对RPC剪力墙正截面、斜截面承载力以及抗裂计算模型进行了研究。推导了正截面抗弯承载力和开裂荷载的计算公式,采用软化桁架理论以及中国、美国、欧洲规范普通混凝土剪力墙计算公式对RPC剪力墙斜截面承载力进行了比较分析,可供工程应用参考。以试验为校核,建立了适用于RPC剪力墙的恢复力模型,给出了带下降段的退化三线性骨架曲线及各关键点的计算公式,对RPC剪力墙的滞回规则和卸载刚度进行了分析。(5)基于普通混凝土弯曲破坏剪力墙试验研究数据,比较不同塑性铰计算公式下极限位移计算值与试验值的误差,结果表明:采用NZ code塑性铰计算公式所得的极限位移误差小且计算公式适用范围广。通过理论推导弯曲破坏高剪力墙轴压比的计算公式,以NZ code塑性铰计算公式为基础,并基于位移延性的定义,建立了轴压比限值与位移延性间的关系,对给定位移延性下剪力墙轴压比限值的影响因素进行了参数分析,最后得出剪力墙轴压比限值的设计建议。同时采用试验和理论相结合的方法,对RPC剪力墙的轴压比限值进行了研究,以位移延性系数不小于3为目标,给出了不同抗震等级下RPC剪力墙的轴压比限值的取值建议。(6)通过收集110片发生剪切破坏的剪力墙抗剪承载力试验数据,得到了剪力墙受剪承载力计算模式不确定性统计参数和概率分布类型,结合几何统计参数和材料性能统计参数,得到了现行规范剪力墙受剪承载力统计参数的计算公式和概率分布类型,按规范规定的荷载效应组合,通过编制可靠指标计算程序,对剪力墙受剪承载力可靠度水平及影响其可靠指标的因素进行了参数分析,结果表明:按现行规范设计的剪力墙,其受剪承载力可靠指标不能满足目标可靠指标3.7的要求,对其可靠指标影响较大的因素主要是风荷载与永久荷载效应比、活荷载与永久荷载效应比以及分布钢筋的钢筋种类,而剪跨比、轴向压力、水平钢筋配筋率和混凝土强度的变化对其可靠指标的影响较小。为保证剪力墙抗剪承载力可靠度水平达到规范要求,对现行计算公式进行了修正,修正后的公式可靠指标平均值为3.849,满足目标可靠指标3.7的要求。(7)基于RPC材料和RPC剪力墙的研究成果,以一栋普通混凝土筒中筒超高层结构方案为背景,拟定了一栋同高度的RPC超高层结构,对两种方案的动力特性、结构自重、舒适度、抗震性能等进行了对比研究,结果表明:在满足现行规范的前提下,RPC超高层结构总自重较普通混凝土时减轻了31.3%,其中框筒柱混凝土用量减少了54%,剪力墙混凝土用量减少了50%,楼盖混凝土用量减少了9.4%。结构自重的减轻使得RPC超高层结构X、Y方向的地震作用分别减小了25.59%和25.72%,同时RPC优异的力学性能在提高结构使用寿命、减少维护费用等方面较普通混凝土结构更具竞争力。
江卫涛[7]2015年在《不同剪跨比再生保温混凝土剪力墙抗震性能试验与分析》文中指出再生保温混凝土是再生混凝土和玻化微珠保温混凝土结合而来的一种新型建筑材料，既可以使废弃的混凝土循坏利用，又可以利用保温混凝土保温隔热性能，实现建筑节能与废物利用的双赢。该绿色混凝土顺应时代发展，符合国家发展政策，必定拥有广阔的发展空间。本文在课题组对再生保温混凝土材料性能研究的基础上，通过低周往复荷载试验与有限元软件模拟分析相结合的方法研究再生保温混凝土剪力墙的抗震性能，内容主要包括以下几个方面：1．对3种不同剪跨比的再生保温混凝土剪力墙进行低周往复荷载试验，通过试验过程记录与试验数据整理分析，对比了不同剪跨比下剪力墙的破坏形态、承载力、延性、刚度退化、滞回特性及耗能能力等抗震性能指标。试验与分析结果表明：1）随着剪跨比的增大，再生保温混凝土剪力墙裂缝分布愈密集且均匀，高墙（GSW1-1）发生的破坏趋于延性好的弯曲破坏，低矮墙（GSW3）发生的破坏趋于带脆性的剪切破坏，中高墙（GSW2）裂缝分布形态居中，偏于弯剪型破坏。2）随着剪跨比的减小，再生保温混凝土剪力墙承载力提高，GSW3的极限荷载相对于GSW1-1、GSW2分别提高了78.6%、44.1%。Ko、Kc、Ky、Ku均不同程度增大，GSW3比GSW1-1分别提高0.85倍、1.50倍、3.39倍、1.23倍，减小剪跨比可有效提高再生保温混凝土剪力墙刚度；小剪跨比（λ≤1.05）再生保温混凝土剪力墙屈服后刚度衰减迅速，破坏较突然，大剪跨比（λ≥2.05）再生保温混凝土剪力墙屈服后刚度变化平缓，后期刚度稳定，产生较大塑性变形，破坏前有明显预兆。3）随着剪跨比的增大，再生保温混凝土剪力墙延性增大，可见剪力墙的变形能力增强，但中高墙（GSW2）和低矮墙（GSW3）的θp、μ相差不多，表明剪跨比对中高、低矮再生保温混凝土剪力墙延性影响不明显；剪跨比增大，剪力墙的滞回曲线更加饱满，包围的面积更大，说明耗能能力增大，抗震性能更好。2.采用现行规范公式对再生保温混凝土剪力墙承载力进行计算，将理论计算值与实测值进行对比分析，结果表明：承载力计算值与试验实测值较为接近，相对误差在10%以内，可见本文中建议的计算公式适合再生保温混凝土剪力墙承载力计算。3.采用ABAQUS有限元软件对5种不同剪跨比的再生保温混凝土剪力墙进行数值模拟分析，通过剪力墙的应变云图、钢筋的等效应力云图显示剪力墙的破坏过程，得到剪力墙各阶段的荷载值和位移值。模拟结果表明：ABAQUS模拟值与试验实测值能够较好吻合，可有效模拟再生保温混凝土剪力墙抗震性能。大剪跨比（λ≥2.05）剪力墙延性及耗能能力好，破坏趋于弯曲破坏，小剪跨比（λ≤1.05）剪力墙延性差，不能充分耗散能量，易发生带脆性的剪切破坏，实际工程中应避免使用。大剪跨比再生保温混凝土剪力墙延性较好，变形能力大大增强，但承载力降低较大，实际工程设计应综合权衡延性与承载力之间的利弊，寻求两者间的最高制衡点，以实现结构优化设计。
罗伟[8]2014年在《新型配筋小剪跨比钢管混凝土组合剪力墙受力机理研究》文中提出新型配筋小剪跨比钢管混凝土组合剪力墙是一种新型组合抗侧力墙体，其充分发挥了钢管的受力性能，有效地预防了低矮剪力墙的脆性剪切破坏，试件的延性、耗能性能以及竖向承载力均得到了提高。为了探究和完善小剪跨比钢管混凝土组合剪力墙理论，促进其尽快应用于实际工程，本文拟结合试验与理论分析，研究该新型剪力墙的抗震性能、受理机理及其抗剪承载力等。本文主要研究内容如下：（1）对四个足尺的新型配筋小剪跨比钢管混凝土组合剪力墙试件进行了低周往复加载试验，研究了其在水平和竖向荷载共同作用下的破坏过程及受力机理；并分析了钢管数量、水平分布钢筋配筋率等参数对剪力墙试件的承载力、滞回特性、延性、耗能性能以及破坏特性等性能的影响，同时也分析了平截面假定对该新型剪力墙的适用性，为抗剪承载力分析做铺垫。（2）对该新型剪力墙进行了非线性有限元模拟分析，在验证了建模方法及主要参数的可靠性后，对试验进行了补充分析，分析了轴压比、钢管数量、钢管壁厚、钢管间距、钢管外径与墙厚之比、水平分布钢筋配筋率、暗柱纵筋配筋率对剪力墙抗剪承载力及变性能力的影响，最终，得到影响剪力墙受力性能的主要参数，供工程设计参考。（3）在新型配筋小剪跨比钢管混凝土组合剪力墙低周往复加载试验研究的基础上，提出了适合该新型剪力墙的基于拉压杆-滑移模型的抗剪承载力计算模型；同时根据试件破坏形态等，提出该新型剪力墙的极限承载力计算公式；与试验结果对比表明：本文建议公式计算值与实验值都吻合较好。（4）在试验得出的滞回曲线和骨架曲线的基础上，提出了适合新型配筋小剪跨比钢管混凝土组合剪力墙的恢复力模型。通过试验拟合与理论研究相结合的方法，建立了新型配筋小剪跨比钢管混凝土组合剪力墙三折线骨架曲线，并给出了骨架曲线各个关键点的计算公式；对新型配筋小剪跨比钢管混凝土组合剪力墙的刚度退化规律以及滞回规则进行了分析；根据提出的恢复力模型计算出新型剪力墙的滞回特性曲线，该曲线与试验滞回曲线比较接近。研究结果发现：钢管屈服应变、轴压比、暗柱纵筋配筋率、箍筋配箍特征值等因素对骨架曲线下降段的刚度影响较大。
邓仁云[9]2014年在《钢板混凝土组合剪力墙施工早期的温度裂缝控制研究》文中认为钢板混凝土组合剪力墙结构因强度高、抗侧移刚度大、延性好等特点常用于超高层建筑、重要的大跨度建筑中。钢板混凝土组合剪力墙结构为了满足高强度、超高泵送等的要求，常选用高流动性、自密实的高性能混凝土。然而，高性能混凝土的水泥用量大，水化热多，施工早期受温度影响的收缩变形明显，在钢板、栓钉的约束下其内部容易形成较大的应力而开裂，最终影响耐久性。所以，为了减轻开裂程度，有必要研究钢板混凝土组合剪力墙施工早期温度裂缝的控制措施，以便为实际工程的设计、施工提供参考。作为温度的内热源，水化热本身会随时间变化，浇筑后混凝土以热对流的方式向空气散热且内外散热的速度不均，引起温度梯度，进而产生温差内应力。因此，钢板混凝土组合剪力墙在施工早期因水化热引起的温度场以及由此引起的应力场是一个复杂的空间、时间耦合的物理问题，相关的分析参数难以确定。所以，在模拟分析水化热对混凝土温度场的影响时常假定混凝土是一种各向同性材料。计算机的快速发展促进了数值分析技术的改进，并涌现出许多大型通用有限元软件，为模拟钢板混凝土组合剪力墙在施工早期的温度裂缝提供了有效的分析工具。本文利用ABAQUS软件进行钢板混凝土组合剪力墙施工早期的温度裂缝分析。分析时，先建立三个模型来研究混凝土水化热与温度的关系，它们分别是单层钢板混凝土组合剪力墙模型，循环冷却水作用下的钢板混凝土组合剪力墙模型，逐层浇筑的三层钢板混凝土组合剪力墙模型。随后根据水化热引起的温度变化规律，模拟钢板混凝土组合剪力墙的温度应力和温度裂缝，最后得出如下结论：①钢板混凝土组合剪力墙施工早期在水化热和外界环境的影响下，先升温很快，然后缓慢降温。同时，整个过程中内外混凝土存有温度梯度，内部温度高，外部温度低。随着施工期延长，混凝土的内外温度趋于稳定并与环境温度相同。②钢板混凝土组合剪力墙中设置循环冷却管后可以降低水化热引起的内部最高温度，减小高温区范围，并使温度分布更均匀。因此，施工时在钢板混凝土组合剪力墙内部设置循环水冷却管能够对施工早期的温度裂缝进行有效地控制。③钢板混凝土组合剪力墙逐层浇筑时上下层混凝土会相互影响，上层混凝土的水化热会使下层混凝土温度回升，这将会导致上下层混凝土的交接薄弱层开裂。因此，在浇筑上层混凝土时应对下层混凝土的上部进行加强处理。④钢板混凝土组合剪力墙中栓钉和钢板对混凝土施工早期的温度收缩变形具有较强的约束作用，同时栓钉具有诱导开裂的不利作用。⑤一定范围内，钢板混凝土组合剪力墙栓钉的间距越小，混凝土的温度应力分布越均匀，且出现的裂缝越少。所以，在满足施工条件下把栓钉的间距设计越小对其温度裂缝的控制越有利。
刘桂荣[10]2010年在《混凝土剪力墙抗火性能及火灾后抗震性能研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着高层建筑的日益增多,钢筋混凝土剪力墙结构或以剪力墙为主的结构体系以其良好抗震性能被广泛采用。目前,国内外广大研究人员对混凝土剪力墙常温下的力学性能开展了一系列研究,取得了丰硕的研究成果,而对其高温性能的研究尚不多见。火灾作用下,剪力墙不仅承受竖向荷载作用,还充当防火墙的功能。因而,针对荷载与高温共同作用下的剪力墙力学性能展开研究具有实际工程意义。另外,为了对火灾后的钢筋混凝土结构进行经济、有效的修复加固,需要首先确定其损伤状况。关于混凝土剪力墙火灾后的抗震性能研究,对于地震区火灾后剪力墙结构的损伤评估和加固无疑是十分重要的。本文结合高等学校博士学科点专项科研基金资助项目：剪力墙持载下抗火性能及火灾后抗震性能试验研究(200801410005),分别对钢筋混凝土剪力墙高温下的力学反应及高温后的抗震性能进行了试验研究和理论分析,具体工作如下：1.进行了11榀中等高度普通混凝土剪力墙单面受火-自然降温试验研究,研究了受火时间、轴压力及配筋率对剪力墙火灾反应的影响。试验结果表明：(1)火灾与轴压力的共同作用比单独火灾作用更易导致混凝土的爆裂,配筋率大的试件更易发生混凝土的爆裂或爆裂越严重。(2)点火后20min以内,轴压力及配筋率对剪力墙平面外挠度影响不大；而20min以后,剪力墙平面外挠度的增加速率随着轴压力和配筋率的增加而减小；熄火后,剪力墙平面外挠度先稍有增加,而后迅速下降,且其下降速率随着轴压力和配筋率的增加而减小。(3)受火90min以内,剪力墙可以满足完整性、稳定性、隔热性的耐火要求。2.利用有限元分析软件对单面受火钢筋混凝土剪力墙的温度场进行了计算,分析了混凝土热工参数、迎火面对流系数、迎火面综合辐射系数、升温曲线及混凝土含水率对剪力墙截面温度场的影响。结果表明：(1)已有文献给出的混凝土热工参数对火灾下混凝土剪力墙内部温度场影响不大。(2)迎火面对流系数和综合辐射系数以及升温曲线对混凝土剪力墙温度场影响显著,且距离迎火面越近的点,其温度受上述参数变化的影响越显著。(3)随着混凝土含水率的增加,相同位置处混凝土温度计算值逐渐降低。3.利用条带法,对轴压状态下单面受火钢筋混凝土剪力墙进行了非线性分析。计算中采用温度-应力耦合的混凝土本构关系,编制了相应的计算机程序。通过程序计算得到了剪力墙跨中平面外挠度-时间曲线,以及跨中截面应变分量和应力沿墙厚度分布规律。计算结果表明：(1)混凝土热膨胀应变从迎火面至背火面呈非线性递减。(2)应力引起的应变、瞬态热应变和高温徐变沿横截面均呈抛物线的形式分布,且各应变分量在迎火面和背火面均为压应变,而在截面中间一段区域内,随着轴压比的不同呈现出不同的特征。(3)应力与应力引起的应变沿横截面变化规律一致,且迎火面压应力值明显小于背火面,相同截面位置处压应力值随着轴压比的增加而增加。(4)根据截面应变、应力分布规律,解释了受火试验过程中剪力墙迎火面及背火面出现裂缝的原因：迎火面出现的主要是温度裂缝,而背火面出现的主要是拉应力形成的裂缝。4.对11榀已经遭受火灾作用和4榀未遭受火灾作用的普通钢筋混凝土剪力墙进行了低周反复荷载试验。分析了受火时间、配筋率及轴压比对混凝土剪力墙破坏形态、承载能力、延性、耗能及刚度退化的影响规律。试验结果表明：(1)常温下具有明显主斜裂缝破坏特征的剪力墙试件,在高温后其破坏形态随着受火时间的延长和轴压比的增加,主斜裂缝的破坏特征变得不明显甚至完全消失。(2)火灾作用后钢筋混凝土剪力墙的承载能力及延性明显降低,耗能能力和刚度大幅下降,而适当增加配筋可以减缓火灾作用对剪力墙抗震性能的损伤。(3)无论是常温下还是火灾作用后,随着轴压比在一定范围内增加(最大设计轴压比为0.47),剪力墙承载能力和刚度逐渐提高,但位移延性和耗能能力逐步降低,其总体抗震性能变差。(4)与单独火灾作用后的混凝土剪力墙相比,火灾和轴压力共同作用使得高温后剪力墙试件耗能能力降低更多。(5)高温后混凝土剪力墙的剪切变形比常温下更明显,且轴压比越大、配筋率越低,差别越明显。5.基于修正压力场理论(MCFT)并考虑高温后钢筋与混凝土材料的力学特性,建立了火灾后钢筋混凝土剪力墙在弯、剪复合作用下的截面分析模型,编制了相应的计算分析程序。利用编制的计算程序得到了常温下及高温后钢筋混凝土剪力墙的抗剪承载力、截面剪力-平均剪切角关系曲线,以及水平钢筋的应变,通过与试验结果的比较验证了该模型的可靠性。利用该计算程序进一步分析了火灾作用以及配筋率对剪力墙水平钢筋应变的影响,得到的规律与试验结果具有一致性。
参考文献：
[1]. 带暗支撑剪力墙及核心筒体非线性分析及性能研究[D]. 郑远. 湖南大学. 2008
[2]. 新型高阻尼混凝土暗支撑剪力墙抗震性能与设计方法研究[D]. 王义俊. 湖南大学. 2015
[3]. 钢筋混凝土剪力墙动力加载试验及考虑应变率效应的有限元模拟[D]. 陈俊名. 湖南大学. 2010
[4]. 型钢高性能混凝土剪力墙抗震性能及性能设计理论研究[D]. 白亮. 西安建筑科技大学. 2009
[5]. 装配式混凝土双板剪力墙抗震性能试验与理论研究[D]. 肖全东. 东南大学. 2015
[6]. 活性粉末混凝土剪力墙抗震性能及设计方法研究[D]. 童小龙. 湖南大学. 2016
[7]. 不同剪跨比再生保温混凝土剪力墙抗震性能试验与分析[D]. 江卫涛. 太原理工大学. 2015
[8]. 新型配筋小剪跨比钢管混凝土组合剪力墙受力机理研究[D]. 罗伟. 长安大学. 2014
[9]. 钢板混凝土组合剪力墙施工早期的温度裂缝控制研究[D]. 邓仁云. 重庆大学. 2014
[10]. 混凝土剪力墙抗火性能及火灾后抗震性能研究[D]. 刘桂荣. 大连理工大学. 2010
标签：建筑科学与工程论文; 抗风墙论文; 轴压比论文; 承载力论文; 钢筋混凝土论文; 抗震等级论文; 抗震构造措施论文; 剪力墙支撑论文; 普通混凝土论文; 刚度系数论文; 弯曲刚度论文; 阻尼作用论文; 荷载组合论文; 抗震论文;