钢管混凝土边框组合剪力墙性能
轴压比对钢管混凝土边框组合剪力墙的影响
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爆炸距离 / l n
n 当量 /
图 3 爆炸距离与柱中
最 大 水 平 位 移 曲线
图 4 T T当量与柱 中 N
最 大 水 平 位 移 曲线
[] L - Y es n9 1 Lvr r ot r eh o g o一 1 SD NA V ri 7 . i moeSf eT c nl yC t o e wa o
p rt n.0 6 oai 2 0 . o
由此 可见 , 对于爆炸荷 载 , 随着爆 炸距离 的增加 , 中最 大水 [ ] 过镇海 , 柱 2 时旭 东. 钢筋混凝 土原理 和分析 [ . M] 北京 : 清华 大 平位移 明显减小 , 这也 就 意味着 柱受 到 的损伤 明显减 小 , 这种 且 学 出版社 ,0 3 20 . 减小不是线性 的 , 而是指数衰 减的 , 炸距离相对 较小时 , 爆 距离 的 [ ] T 51 0 , h s no t tr oRei h f c f 3 M —3 0 T eDei f mc e t s t eE et o g S us st s 变化 引起 的衰 减较 快 , 当爆 炸距 离达到 一定数值 后 , C柱柱 中 而 R A c etl x l i s Teh i lMau1 US D pr n f ci na E po o . c n a d sn c n a. eat to me 最大水平位 移值很小 , 衰减 自然就慢 。 te r , v ,n h A my Nay adAiF reWahn tnDC,9 0 r oc, s i o g 19 .
轴 压 比 对 钢 管 混 凝 土 边 框 组 合 剪 力 墙 的 影 响
于立彬
摘
钢管混凝土束组合结构标准
钢管混凝土束组合结构标准
钢管混凝土束组合结构标准主要参考《钢管混凝土结构技术规范》(GB 50936-2014)。
这个规范对钢管混凝土结构的设计、施工和验收提出了详细的要求。
以下是钢管混凝土束组合结构的一些基本规定:
1.钢管混凝土结构可分为实心钢管混凝土构件和空心钢管混凝土构件。
2.钢管混凝土结构可采用框架结构、框-剪结构、部分框支-剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构、框架-支撑结构和杆塔结构等。
3.钢管与混凝土的力比值称为套箍系数,用于衡量钢管对混凝土的约束作用。
套箍系数计算公式为:套箍系数= 钢管屈服强度/ 混凝土轴心抗压强度。
4.在进行钢管混凝土结构设计时,应考虑钢管和混凝土之间的粘结性能,确保二者共同工作。
5.钢管混凝土结构应进行合理的构造和连接,以确保结构的稳定性和安全性。
6.钢管混凝土结构的施工应严格按照规范进行,确保混凝土充分填充钢管,并捣实以确保结构质量。
需要注意的是,这些规定仅作为一般性指导,具体工程应根据实际情况和设计要求进行详细设计。
在实际工程中,还需考虑
地质条件、地震作用、风荷载等因素,以及钢管混凝土结构的抗弯、抗扭、抗剪等性能。
钢管束混凝土组合剪力墙施工工法(2)
钢管束混凝土组合剪力墙施工工法一、前言钢管束混凝土组合剪力墙施工工法是一种重要的结构工程形式,通过将钢管镶嵌在混凝土墙体中,增加了墙体的强度和刚度,提高了建筑物的整体抗震能力。
本文将对该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例进行详细介绍。
二、工法特点钢管束混凝土组合剪力墙施工工法具有以下几个特点:1. 高强度:钢管在混凝土墙体中起到钢筋的作用,增加了墙体的强度,能够承受较大的荷载和抗震力。
2. 刚度大:钢管和混凝土墙体形成组合结构,增加了墙体的刚度和稳定性,提高了建筑物的整体刚度。
3. 施工快速:钢管束经过预制,可以快速安装,加快了施工进度,减少了工期。
4. 工艺简单:施工过程相对简单,不需要复杂的模板和支撑,适用于各种墙体形式。
5. 效果显著:经过实践验证,该工法在提高建筑物抗震性能方面效果显著,并且具有较高的经济性和适用性。
三、适应范围钢管束混凝土组合剪力墙施工工法适用于各种建筑形式和结构类型,尤其适用于高层建筑和地震频繁区域的建筑物。
该工法在抗震、抗震、延性等方面具有明显优势,被广泛应用于住宅楼、办公楼、医院、学校等建筑物的结构设计中。
四、工艺原理钢管束混凝土组合剪力墙施工工法的理论依据是通过将钢管束嵌入混凝土墙体中,钢管和混凝土形成一种密集可靠的组合结构,共同承担荷载和抗震作用。
在施工过程中,采取了预制钢管束、嵌入混凝土墙体、加固连接件等技术措施,确保了施工工法的稳定和可靠。
五、施工工艺1. 钢管束预制:根据设计要求,制作合适尺寸和规格的钢管束,预先嵌入连接件。
2. 墙体施工:根据设计图纸和施工方案,搭建模板,浇筑混凝土墙体,并在适当位置预留钢管束的位置。
3. 钢管束安装:将预制好的钢管束嵌入混凝土墙体中,连接钢管束与混凝土墙体。
4. 加固连接件:通过螺栓、焊接等方式,加固连接件与墙体和钢管束的连接,提高墙体的整体稳定性。
钢管混凝土排柱剪力墙在反复荷载下性能研究
1 材 料 的本 构模 型
1 1 混 凝 土 .
选用 G 0 1-0 0混凝土结构设计规 范 所提供的混凝土 B50 02 1 本构模 型 , 混凝土单轴 受压 应力一应变表达式 , : 即
当 >1时 :
杆 与屋 架腹 杆平接 , 可在檩 条下弦第一 节问 的节点处增 加一根 隅
撑 与 屋 架 下 弦 焊 接 。 构 造 详 见 图 6 。
1 构件平 面外 刚度较 差 , ) 需要 较多支 撑构 件保证 其稳定 , 增 加 了施工安装 的工 作量 。2 构件 较柔 , 放 、 ) 堆 运输 和 吊装 时要注
2 4 桁 架式檩 条 的优缺 点 .
2. 1 桁架 式檩 条的优点 4.
钢 管 混 凝 土 排 柱 剪 力 墙 在 反 复 荷 载 下 性 能 研 究
刘 高峰 郝 智 海
(. 1 中联西北 工程设计研 究院, 陕西 西安 708 10 2; 2 兰州理工大学 , . 甘肃 兰州 7 05 30 0)
摘
要: 为研究钢管 与剪 力墙 共同作 用时的抗震性能 , 采用有限元软 件 A A U , B Q S 对比论述 了钢管 混凝 土排 柱剪 力墙与钢 筋混凝
通 撑, 使整个屋 面体 系简洁明快 。普通屋 面梁平 面外刚性 系杆 均为 类 型的大跨度建筑 。对于大柱距的工业 厂房 , 过合理 的结构布 置, 充分利用桁架 式檩条 的优 点来 简化结 构体 系 , 到经 济高 效 达 圆钢管 , 但柱距超过 1 2m后 , 圆管 由于长细 比增大而 出现在 自重 已经逐渐成为工业 厂房设计 的主流趋 势。 作 用 下 下 挠 变 形 , 而 承 载 力 降 低 。假 如 为 抵 抗 变 形 而 增 大 圆 管 的 目的 , 进 参考文献 : 截 面的话 , 又非常不经 济 , 此时 , 采用桁架 檩条 可以解决 这方 面的 1 顾泰 昌 , 结构设 计手 册编 辑委 员会. 钢 钢结 构设计 问题 。对 屋架纵 向垂直 支 撑来 说 , 架檩 条 正好 可 以兼作 此 构 [ ] 汪一骏 , 桁 手册( 上册) M] 第 3版. [ . 北京 : 中国建筑工业出版社 , 0 . 2 4 0 件 。只 要 将 檩 条 下 弦 杆 附 加 一 根 隅 撑 与 屋 架 下 弦连 接 , 可 以 达 就 到垂直 支撑保证屋架下弦杆平 面外 稳定的效果 。 2. 2 4. 桁架 式檩 条的缺点
框架剪力墙结构体系的特点
框架剪力墙结构体系的特点
框架剪力墙结构体系的特点
框架剪力墙结构体系是一种常见的建筑结构体系,它由钢筋混凝土框
架和混凝土剪力墙组成。
这种结构体系具有以下特点:
一、强度高
框架剪力墙结构体系采用钢筋混凝土框架和混凝土剪力墙的组合形式,能够承受较大的荷载,具有很高的强度。
二、刚度大
由于采用了钢筋混凝土框架和混凝土剪力墙的组合形式,使得整个结
构具有很大的刚度,能够有效地抵抗地震等外部荷载。
三、稳定性好
框架剪力墙结构体系具有较好的稳定性,能够有效地抵抗侧向位移和
倾覆等破坏形式。
四、施工方便
由于采用了预制件和模板施工技术,使得施工过程简单快捷,并且可以提高施工质量。
五、适应性强
框架剪力墙结构体系适用于不同类型的建筑,包括住宅、商业、办公等。
六、经济性好
框架剪力墙结构体系具有较好的经济性,能够满足建筑物的要求,并且可以降低建筑成本。
七、环保节能
框架剪力墙结构体系采用了环保材料和节能技术,能够有效地降低建筑物的能耗和污染。
总结:
框架剪力墙结构体系是一种强度高、刚度大、稳定性好、施工方便、
适应性强、经济性好和环保节能的建筑结构体系。
在实际应用中,需要根据具体情况进行设计和施工,以确保其安全可靠。
钢管混凝土边框内藏钢板剪力墙抗震试验与分析
摘 要 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 ,
s q u a r e s t e e l t u b e c o l u n a n( C F S T )f r a m e , w h i c h i n c l u d e s 3 s p e c i me n s o t ’ t h e s t e e l p l a t e s h e a r w a l l a n d 3 s p e c i —
Th e r e s u l t s s h o w t h a t t h e s t e e l p l a t e s he a r wa l l wi t h CFS T c o l u mn s h a s g o o d du c t i l i t y . Co mp a r e i i wi t h t h e s t e e l p l a t e s h e a r wa l l wi t h CF S T c o l u mn s ,t h e l o a d b e a r i n g c a p a c i t y a n d t h e s t i f f n e s s o f t h e e mb e d d e d s t e e l p l a t e c o n c r e t e s h e a r wa l l a r e i mp r o v e d a n d t h e r e f o r e,s e i s mi c pe fo r r ma n c e s o f t h e s e s pe c i me n s a r e b e t t e I ・ .
钢管束混凝土组合剪力墙抗侧刚度及承载能力分析
钢管束混凝土组合剪力墙抗侧刚度及承载能力分析刘昕旭;周新刚;刘克忠;张忠杰【摘要】钢管束混凝土组合剪力墙作为主要的抗侧力构件,其抗侧刚度和承载力对钢管束混凝土组合剪力墙的抗震分析有重要作用.对钢管束混凝土组合剪力墙的初始刚度进行了研究,在分析8组试验数据的基础上,提出了钢管束混凝土组合剪力墙初始刚度的理论表达式及钢管束混凝土组合剪力墙承载力的计算方法.结果表明,所提出的初始刚度、承载力的理论公式是精确可靠的,钢管束混凝土组合剪力墙承载力良好.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2019(045)003【总页数】5页(P36-40)【关键词】钢管束;组合剪力墙;滞回曲线;初始刚度;承载力【作者】刘昕旭;周新刚;刘克忠;张忠杰【作者单位】烟台大学土木工程学院,山东烟台 264005;烟台大学土木工程学院,山东烟台 264005;烟台大学土木工程学院,山东烟台 264005;烟台大学土木工程学院,山东烟台 264005【正文语种】中文【中图分类】TU312剪力墙是高层和超高层建筑中重要的抗侧力构件,对结构的抗震安全性有重要作用。
高层建筑结构剪力墙的形式很多,如普通钢筋混凝土剪力墙、单钢板混凝土剪力墙、双钢板混凝土剪力墙等。
钢板剪力墙是在普通钢筋混凝土剪力墙基础上发展起来的、性能更加优良的剪力墙。
由于钢板剪力墙的研究与应用已有比较长的时间,其基本性能及设计计算方法已经比较成熟。
陆铁坚、李小军、郭彦林等[1-3]对钢板剪力墙的弹性抗侧刚度进行了分析,推导了钢板剪力墙的抗侧刚度表达式。
Kharrazi[4]根据钢板剪力墙的剪力—位移关系曲线,得到了钢板剪力墙的弹性抗侧刚度。
马晓伟等[5,6]对钢板—混凝土组合剪力墙的正常使用阶段有效刚度进行了研究,提出了平面组合桁架模型(PCTM)和弯曲变形简化公式,并建立数值计算模型方法以及计算公式。
陈麟等[7]对带暗柱的双钢板剪力墙进行了抗震性能分析,推导了双钢板剪力墙承载力的公式。
钢管混凝土剪力墙抗震性能研究综述
钢管混凝土剪力墙抗震性能研究综述【摘要】本文对钢管混凝土边框剪力墙的抗震性能进行了研究,阐述了国内外对该类型剪力墙的研究方法和研究成果,并提出当前钢管混凝土剪力墙研究中存在的一些问题。
【关键词】钢管混凝土剪力墙抗震刚度延性随着国民经济的高速增长,我国高层建筑和超高层建筑也越来越多,其结构形式也越来越复杂。
研制抗震性能好的剪力墙是高层建筑抗震设计的关键技术。
1 综述背景为克服钢筋混凝土剪力墙在工作中的缺点,提高其抗震能力,国内外学者针对钢筋混凝土剪力墙进行了许多研究。
其中,开缝剪力墙主要包括:同济大学吕西林提出的填充氯丁橡胶带的带缝剪力墙[1];东南大学李爱群提出的采用摩阻式控制装置的带缝剪力墙[2];清华大学叶列平提出的双功能带缝剪力墙[3]。
研究资料表明带缝剪力墙在一定程度上影响了墙的整体性和受力性能。
1905年日本建造了第一个采用型钢混凝土柱的结构,1950年后,日本主要研究了型钢混凝土(SRC)梁的抗弯性能、SRC柱的偏压性能、SRC梁和柱的剪切性能、SRC梁柱节点抗剪性能及钢管与混凝土的黏结性能等[4]。
我国从20世纪50年代开始应用SRC结构,近年来日渐增多[5][6]。
90年代初清华大学对SRC剪力墙进行了抗弯性能试验研究[7],随后国内外进行了许多研究[8],研究表明:采用钢-混凝土组合剪力墙能够控制剪力墙中裂缝的发展,形成较完备的耗能机制,起到了良好的二道设防作用,使结构的抗震能力明显提高。
2 国内外研究现状文献[9]对不同混凝土强度等级,不同轴压比,不同剪跨比,不同强弱抗剪连接键等设计参数的矩形钢管混凝土边框组合剪力墙的抗震性能进行了研究。
研究表明:组合剪力墙及筒体可有效地将混凝土剪力墙侧向刚度和承载力大的优势与钢管混凝土柱抗震延性好的优势组合,钢管混凝土边框柱与混凝土剪力墙之间的抗剪连接键能可靠工作,工程应用效果良好。
文献[10]研究了钢管混凝土边框剪力墙抗震性能,对不同轴压比、不同强弱抗剪连接键的矩形钢管混凝土边框剪力墙进行了低周反复荷载下的抗震性能试验研究。
框架—剪力墙体系的结构特征及适用范围
框架—剪力墙体系的结构特征及适用范围在建筑结构中,框架—剪力墙体系被广泛运用于高层建筑和对地震、风力等外部力学作用较为敏感的建筑中。
它以框架结构和剪力墙两种结构形式的共同作用,能够有效地提高建筑的整体稳定性和抗震性。
在本文中,我们将从框架—剪力墙体系的结构特征和适用范围两个方面进行全面评估和探讨。
一、框架—剪力墙体系的结构特征1. 框架结构特征框架结构是由纵向和横向的结构构件组成的,一般由柱、梁构成。
框架结构的特点是强度高、刚度大、构件简单、材料利用率高、适用范围广。
在地震作用下,框架结构能够通过构件之间的延性变形来吸收和分散地震能量,从而保证建筑的整体稳定性。
2. 剪力墙结构特征剪力墙是指在建筑结构中设置的能够承受横向剪切力的墙体。
剪力墙的特点是在平面内具有较大的刚度,在垂直方向上能够有效地抵抗地震、风压等横向作用力。
通过合理设置和布置剪力墙,可以增强建筑结构的抗侧倾稳定性和整体抗震性能。
3. 框架—剪力墙体系的结构特征框架—剪力墙体系是指将框架结构和剪力墙结构有机地结合在一起,使两者相辅相成。
框架结构能够吸收和分散地震能量,而剪力墙则能够有效地抗拒横向作用力。
通过两者的协同作用,能够有效提高建筑结构的整体稳定性和抗震性能。
二、框架—剪力墙体系的适用范围1. 高层建筑由于框架—剪力墙体系具有较高的整体稳定性和抗震性能,适用于高层建筑的结构形式。
在高层建筑中,地震、风压等外部横向作用力对结构的要求较高,而框架—剪力墙体系能够有效地满足这些要求,保证建筑的安全性和稳定性。
2. 对外部横向作用敏感的建筑除了高层建筑,一些对外部横向作用较为敏感的建筑,如医院、学校等,也适合采用框架—剪力墙体系。
这些建筑对结构的稳定性有着更高的要求,而框架—剪力墙体系能够在很大程度上保证建筑在外部荷载作用下的安全性。
3. 地震频发地区的建筑在地震频发地区,建筑的抗震性能是至关重要的。
框架—剪力墙体系能够有效地提高建筑的抗震性能,减小地震对建筑的破坏程度,保护人员的生命财产安全。
框架剪力墙结构优缺点有哪些
框架剪力墙结构优缺点有哪些【模板一】:框架剪力墙结构优缺点正文:框架剪力墙结构是一种常用的建筑结构形式,通过在建筑体系中设置剪力墙,以抵抗地震等外部力的荷载。
本文将从结构原理、优点和缺点三个方面来详细介绍框架剪力墙结构。
1. 结构原理:框架剪力墙结构是由柱、梁和剪力墙组成的三维网格结构。
剪力墙承担着大部分框架结构的荷载,并通过其强大的抗剪能力来抵抗地震力的作用。
剪力墙通常位于结构的核心位置,以提供最佳的抗震性能。
2. 优点:(1)优良的抗震性能:剪力墙结构具有良好的抗震性能,可以提供较高的整体结构刚度和强度。
(2)高空间利用率:框架剪力墙结构没有悬挑柱和悬挑梁,使得建筑内部空间利用率更高。
(3)施工简便:相对于混凝土框架结构,框架剪力墙结构的施工过程较简便,可以加快施工进度。
(4)良好的运行性能:框架剪力墙结构具有良好的水平位移性能和变形能力,可以有效减小地震对建筑物的影响。
3. 缺点:(1)剪力墙的布局限制:剪力墙的位置和布局需要根据建筑物的功能和使用要求进行合理设计,这可能会限制建筑空间的布局和灵活性。
(2)工程成本较高:相对于传统的框架结构,框架剪力墙结构的工程成本较高,主要是因为剪力墙的施工和材料成本较高。
【附件】:本文档涉及附件,请参阅相关附件以获取更详细的信息。
【法律名词及注释】:1. 抗震性能:建筑结构抵抗地震力的能力。
2. 结构刚度:建筑结构在外载荷作用下变形的抵抗能力。
【模板二】:框架剪力墙结构优缺点正文:框架剪力墙结构是一种常见的建筑结构形式,通过在建筑体系中设置剪力墙来提高整体结构的抗震能力。
本文将从结构原理、优点和缺点三个方面来详细介绍框架剪力墙结构。
1. 结构原理:框架剪力墙结构是由柱、梁和剪力墙组成的三维网格结构。
剪力墙通过垂直于墙面的竖向钢筋和钢筋网构成,具有较强的抗剪能力和抗震性能。
剪力墙通常位于建筑的核心位置,以提供最佳的抗震性能。
2. 优点:(1)良好的抗震性能:框架剪力墙结构在地震等外部力的荷载下,具有较好的整体稳定性和抗震能力。
浅析钢管混凝土柱与剪力墙组合槽钢抗剪节点施工
浅析钢管混凝土柱与剪力墙组合槽钢抗剪节点施工发表时间:2017-11-08T20:58:13.107Z 来源:《基层建设》2017年第23期作者:丁健[导读] 摘要:钢管混凝土结构由于其优越的力学性能,在高层建筑中应用较多,将钢管混凝土的抗震优势与钢板剪力墙的抗震优势合理结合,对提高高层建筑抗震性能十分重要。
本文对钢管混凝土柱与剪力墙组合槽钢抗剪节点施工工艺进行了系统的研究。
广东广晟南方建设公司广东广州 510000 摘要:钢管混凝土结构由于其优越的力学性能,在高层建筑中应用较多,将钢管混凝土的抗震优势与钢板剪力墙的抗震优势合理结合,对提高高层建筑抗震性能十分重要。
本文对钢管混凝土柱与剪力墙组合槽钢抗剪节点施工工艺进行了系统的研究。
关键词:钢管混凝土;混凝土柱;剪力墙;节点区域;施工工艺 0 引言随着建筑物逐渐向跨度更大、高度更高的结构形式转变,钢管混凝土得到了广泛的运用。
钢管混凝土剪力墙是一种新型钢-混凝土组合剪力墙结构体系,即以钢管混凝土柱作为暗柱或边框,与剪力墙共同作用组成的槽钢抗侧力结构体系。
在钢管混凝土柱与剪力墙组合槽钢抗剪节点施工技术中受力合理的节点、接缝设计是该结构体系设计的关键技术,也是决定该结构形式能否推广应用的重要因素。
1 工程概况某工程地下3层,地上45层,总建筑面积为180895m2,其中包括主塔楼、裙房及地下车库,建筑高度216m。
地下室为超市、美食广场、美术馆、地下停车、机电设备和后勤设施,地上为商业、办公、功能空间、避难所等。
2 钢管混凝土柱与剪力墙组合槽钢抗剪节点施工概况该工程地下室B5~B2核心筒剪力墙区域内共计20根矩形钢管柱,每根矩形钢管柱与剪力墙连接部位均采用槽钢抗剪节点,共计216个槽钢抗剪节点。
节点包括槽钢抗剪键加工制作、槽钢抗剪键内剪力墙竖向钢筋穿插与连接、剪力墙竖向及水平钢筋绑扎、剪力墙模板支设、剪力墙混凝土浇筑工序,通过槽钢抗剪键与插入其内的剪力墙竖向分布筋和在端部连续弯折的水平筋以及混凝土组成节点域,槽钢抗剪键对混凝土提供强有力的约束,相当于增加了剪力墙约束边缘构件的面积,改善了该区域混凝土的塑性,进一步提高了钢管混凝土边框组合剪力,形成稳固的钢管混凝土柱与剪力墙组合结构体系。
框架剪力墙结构的优缺点
框架剪力墙结构的优缺点一:框架剪力墙结构的优缺点正文:框架剪力墙结构是一种常见的建造结构形式,由框架结构和剪力墙结构的组合构成。
它具有许多优点和不足之处。
本文将详细讨论这种结构形式的特点和优缺点。
一、框架结构的优点框架结构是由竖向柱子和横向梁组成的。
其优点如下:1.1 构件简单:框架结构的构件相对简单,易于创造和安装,有效节约施工时间和成本。
1.2 空间灵便性:框架结构可以提供大跨度的空间,适合于需要大空间的建造项目,如大型商业综合体和体育馆。
1.3 抗震性能强:框架结构能够承受较大的地震力,具有较好的抗震性能。
二、剪力墙结构的优点剪力墙结构是由纵向墙体和横向墙体组成的。
其优点如下:2.1 抗震性能强:剪力墙结构具有较好的抗震性能,可以有效地反抗地震力,保护建造物的安全。
2.2 刚性大:剪力墙结构具有较大的刚性,使得建造物能够抵御侧向力和风荷载。
2.3 空间利用率高:由于剪力墙可以起到承重的作用,不需要其他支撑结构,可以充分利用空间。
三、框架剪力墙结构的缺点框架剪力墙结构除了具有以上的优点外,也存在一些不足之处:3.1 施工难度大:框架剪力墙结构需要在施工过程中对框架结构和剪力墙结构进行合理的组合和连接,施工难度较大。
3.2 构造材料消耗大:由于框架剪力墙结构中既涉及到框架结构的构件,又涉及到剪力墙结构的墙体,所需的构造材料较多。
3.3 维护保养难点:框架剪力墙结构中的构件和墙体需要定期维护和保养,维护成本较高。
罗列出本所涉及附件如下:(1)框架剪力墙结构的施工图纸(2)框架剪力墙结构的材料清单(3)框架剪力墙结构的施工工艺罗列出本所涉及的法律名词及注释:(1)抗震设计规范:是指建造结构设计中关于抗震设计的技术规范,用于保障建造物在发生地震时的安全。
(2)结构材料:是指用于建造结构中的各种材料,如钢材、混凝土等。
二:框架剪力墙结构的优缺点正文:框架剪力墙结构是一种常用的建造结构形式,在设计和施工中具有许多优点和不足之处。
基于ABAQUS的钢管混凝土组合剪力墙弹塑性有限元分析_杨亚彬
华北水利水电学院学报 Journal of North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power
文章编号: 1002 - 5634( 2012) 02 - 0014 - 03
Vol. 33 No. 2 Apr. 2012
ABAQUS 是一套功能强大的基于有限元方法的 工程模拟软件,它可以解决从线性分析到非线性模 拟等问题. 作者通过 ABAQUS 软件对钢管混凝土组 合剪力墙进行有限元分析,模拟钢管混凝土组合剪 力墙的受力过程,以期全面地认识其抗震机理.
1 有限元模型的建立
1. 1 材料本构模型 钢材采用 ABAQUS 软件中提供的等向弹塑性
2012 年 4 月
图 5 为试件达到峰值荷载时钢管混凝土边框的 Mises 应力云图状态. 在试件达到峰值荷载时,边框 柱脚中下部进入屈服,边框柱的变形以弯曲变形为 主,在受压侧边框底部出现了钢管的鼓起变形.
图 5 钢管 Mises 应力云图
通过对钢管混凝土组合剪力墙的弹塑性有限元 分析,对其破坏过程与工作机理分析如下.
[5] 刘威. 钢管混凝土局部受压时的工作机理研究[D]. 福 州: 福州大学,2005.
[6] Attard M M,Setunge S. Stress-strain relationship of confined and unconfined concrete[J]. ACI Materials Journal, 1996,93( 5) : 432 - 442.
[3] 同 济 大 学,浙 江 杭 萧 钢 构 股 份 有 限 公 司. CECS 159: 2004 矩形钢管混凝土结构技术规程[S]. 北京: 中国计 划出版社,2004.
方钢管混凝土约束端柱组合剪力墙性能研究
2 3 材料 本构关 系 .
在实 际工程 中 , 我们 常将 钢材一 应变 曲线 简化成 以下 两种双 线性模 式 : 一种是 考虑 钢材 的强化 作用 的双线性模 型 ( 1 a )一种 是没有 考 虑强 化作 用 双 线性 模 型 ( 1 b ) 本 文 主要 采 用建 筑工 程 中 图 () , 图 ().
常用的 Q 3 低碳钢 , 25 为模拟结构真实的力情况 , 本文采用1 由于钢材 的一 次塑流段 很 长 , 当钢 管要 达 到 强化 段 时 , 变形 往往 相 当的 大 , 在实 际 工 程 中 其 这
收稿 日期 :0 8 0 0 20 — 4— 9 作者简介 : ,9 1年生 , 女 18 在读研究生 , 北京市 ,0 0 2 10 2
2 2 单元 类型 .
混凝土 选取 S LD 5单 元 , 单元 是专 为混 凝 土 、 石等 抗 压 能力 远 大 于抗 拉 能 力 的非 均匀 材 料 O I6 该 岩
开发 的单元 . 它可 以模拟 混凝 土 中的加 强 钢筋 ( 玻 璃纤 维 , 钢 等 ) 以及 材 料 的拉 裂 和 压溃 现 象 . 或 型 , 为 降低 运算资 源 的耗 费 , 筋混凝 土剪 力墙采 用整 体式 模 型 , 钢筋 分 布 于整 个 单元 中 , 钢 把 并把 单 元 视 为连 续 均匀材料 . 钢管 壁选 取 S LD 5单元 , O I4 该单 元能 用于不 规则 的形状 中且 有 较 高 的精 度 , 比较 合适 用 它 来模 拟 曲面边界 . 了提高计 算效率 , 为 在有 限元 过程 中不 考虑 钢 管壁 与剪 力 墙 之 间的 滑移 效 应 , 而是 采 用 ba 8 em18单元 来模 拟钢管 壁 与剪力墙 之 间的抗剪 键 , 其 弹性模 量取为 钢材 弹性模 量 的 1 将 0倍 ,这样 ,
带边框预制装配式剪力墙关键技术研究进展
从国内外 的研究和应用经验来看 , 与装配式框架结构相 比, 装配式剪力墙 结构 中存在更 大量 的水平接
缝、 竖向接缝 , 这些接缝的受力性能直接决定结构的整体性能, 因此 , 受力合理、 方便施工的墙板节点和接缝
设计是装配式混凝土结构设计 的关键技术 , 是决定该结构形式能否推广应用的重要影响因素。预制装配式 剪力墙结构可以分为部分预制剪力墙结构和全预制剪力墙结构 。部分预制剪力墙结构主要指 内墙现浇 、 外 墙预制的结构, 该结构 目前在北京万科的工程中已经示范应用。由于 内墙仍 为现浇 , 其预制化率较低 。 全预制剪力墙结构是指全部剪力墙采用预制构件拼装装配。该结构体系的预制化率高 , 但 拼缝 的连接构造 比较复杂、 施工难度较大, 难 以保证完全等同于现浇剪力墙结构 , 目前的研究和工程实践还不充分 , 尤其是在
材料 各 自的优 势 ; ( 2 ) 钢管 混凝 土具有 后期 承载 力高 , 抗 剪性 能及 延性好 等特 点 ; ( 3 ) 钢 管边 框 的约束 作 用 可
பைடு நூலகம்
以提高墙板的抗剪能力 ; ( 4 ) 改变抗震防线较为单一的状况 , 提高结构整体抗震性 能。相 比现浇 的带边框剪
力墙结构 , 预制钢管混凝土边框剪力墙结构具有 以下特点 J : ( 1 ) 可以工厂预制 、 现场装配 , 实现剪力墙结构 住宅产业化 ; ( 2 ) 有效节约资源和能源 , 减少建筑垃圾和环境 的不 良影响; ( 3 ) 减少现场施工场地等环境条件
全真实地反映结构地震反应 的本质。本文对带边框预制剪力墙研究的关键技术进行总结 , 结合国内外的相 关研究成果 , 提出带边框预制剪力墙整体、 构件受力性能、 节点和接缝连接受力性能 以及考虑加载速率影响 的剪力墙受力性能等问题值得深入研究 。
《2024年M型钢-混凝土组合剪力墙抗震性能有限元分析》范文
《M型钢-混凝土组合剪力墙抗震性能有限元分析》篇一一、引言随着现代建筑技术的不断发展,M型钢-混凝土组合剪力墙因其良好的力学性能和经济效益,在高层建筑、桥梁等大型结构中得到了广泛应用。
其结构稳定性与抗震性能直接关系到建筑的安全性和耐久性。
因此,本文通过有限元分析方法,对M型钢-混凝土组合剪力墙的抗震性能进行了深入研究,以期为相关工程提供理论支持。
二、M型钢-混凝土组合剪力墙的构造及特点M型钢-混凝土组合剪力墙是由M型钢骨与混凝土组成的复合结构,其具有较好的延性、抗弯性能和抗震能力。
在地震作用下,该结构能有效地分散和抵抗地震力,保证建筑结构的稳定性和安全性。
三、有限元分析方法有限元分析是一种常用的工程分析方法,通过将连续结构离散化为有限个单元,对每个单元进行分析,进而得到整个结构的性能。
本文采用有限元分析软件对M型钢-混凝土组合剪力墙进行建模和计算,以研究其抗震性能。
四、模型建立与参数设置在有限元分析中,模型的准确性和参数设置的合理性直接影响到分析结果的可靠性。
因此,本文在建立M型钢-混凝土组合剪力墙模型时,充分考虑了材料属性、边界条件、荷载等因素。
同时,为了更好地反映实际地震作用下的结构响应,还设置了不同地震波输入和地震烈度等参数。
五、结果与分析通过对M型钢-混凝土组合剪力墙进行有限元分析,我们得到了其在不同地震作用下的位移、应力、能量等数据。
分析结果表明,该结构在地震作用下具有较好的延性和抗弯性能,能够有效地抵抗地震力,保证建筑结构的稳定性和安全性。
此外,我们还发现,M型钢骨与混凝土之间的连接对结构的抗震性能具有重要影响。
合理的连接方式能够提高结构的整体性能,增强其抗震能力。
六、结论本文通过有限元分析方法对M型钢-混凝土组合剪力墙的抗震性能进行了深入研究。
结果表明,该结构具有较好的延性、抗弯性能和抗震能力,在地震作用下能够有效地抵抗地震力,保证建筑结构的稳定性和安全性。
同时,我们还发现,M型钢骨与混凝土之间的连接方式对结构的抗震性能具有重要影响。
矩形钢管混凝土键连接剪力墙框架柱的力学性能研究
2019年9月第35卷第5期沈阳建筑大学学报(自然科学版)Journal of Shenyang Jianzhu University (Natural Science )Sep.2019Vol .35,No .5收稿日期:2019-03-18基金项目:“十三五”国家重点研发计划项目(2017YFC0703805);辽宁省自然科学基金指导计划项目(20180550288);沈阳市科技支撑计划项目(18-013-0-29)作者简介:吴潜(1980—),男,博士研究生,主要从事结构工程方面研究.文章编号:2095-1922(2019)05-0839-10doi :10.11717/j.issn :2095-1922.2019.05.09矩形钢管混凝土键连接剪力墙框架柱的力学性能研究吴潜1,2,李帼昌1,2,罗元伟2,李明2(1.大连理工大学土木工程学院,辽宁大连116024;2.沈阳建筑大学土木工程学院,辽宁沈阳110168)摘要目的研究矩形钢管混凝土键连接装配式混凝土结构框架柱和剪力墙的力学性能,分析不同参数对其影响,为该类结构连接提供设计依据.方法设计了19个采用矩形钢管混凝土键连接的墙柱试件,利用有限元方法模拟各试件在单调荷载加载下的受力过程,分析不同参数对荷载-位移曲线的影响.结果矩形钢管混凝土键连接墙柱的构件与现浇构件相比,延性很高,最大承载力较高,屈服荷载偏低;键的截面高度增加,构件承载力增加,初始刚度增加,延性系数不变;截面宽度增加,承载力增加,初始刚度不变,延性系数减小;键的长度增加,承载力基本不变,初始刚度减小,延性系数增加;混凝土强度对构件的抗剪承载力和初始刚度影响很小;键的纵向间距对构件的荷载-位移曲线几乎没有影响.结论矩形钢管混凝土键的截面高度是影响承载力的主要因素、长度是影响延性的主要因素.关键词装配式混凝土结构;框架柱;剪力墙;矩形钢管混凝土中图分类号TU375文献标志码AStudy on Mechanical Properties of Shear Wall andFrame Column Connected with CFRSTS KeysWU Qian 1,2,LI Guochang 1,2,LUO Yuanwei 2,LI Ming 2(1.School of Civil Engineering ,Dalian University of Technology ,Dalian ,China ,116024;2.School of Civil Engi-neering ,Shenyang Jianzhu University ,Shenyang ,China ,110168)Abstract :In order to study the mechanical properties of prefabricated concrete column and shear wall connected with concrete rectangular filled steel tube (CFRST )keys and provide reference fordesigning ,how the different factors influencing the load-displacement curves are analyzed and the main factors affecting the shear performance of such members are found out.19such specimens are designed.Finite element method is used to simulate the load-bearing process of these specimensunder monotonic load.The influence of different parameters on the load-displacement skeleton curves is analyzed.It shows that compared with cast-in-place member ,prefabricated concrete frame840沈阳建筑大学学报(自然科学版)第35卷column and shear wall connected with CFRST keys has high ductility,high maximum bearing ca-pacity and low yield load.With the increasing of the section height of the keys,the bearing capaci-ty and the initial stiffness of the member increases,but the ductility coefficient is not varied.With the increasing of the section width,the bearing capacity increases,and the initial stiffness does not change,yet the ductility coefficient decreases.With the increasing of the connection length,the bearing capacity is basically unchanged,and the initial stiffness decreases,yet the ductility coeffi-cient increases.The concrete strength has little effect on the shear capacity and the initial stiffness of the member.The vertical spacing of the keys has little effect on the load-displacement skeleton curve.It can be concluded that the section height of the CFRST keys is the main factor affecting the bearing capacity,and the length of them is the main factor affecting the ductility.Key words:prefabricated concrete structure;frame column;shear wall;rectangular concrete filled steel tube经过近10年的研究,国内装配式混凝土建筑取得了举世瞩目的成就.框剪结构、剪力墙结构和框架剪力墙结构是我国应用最多的三种基础结构形式.有关装配式混凝土结构中,针对前两种结构形式开展的研究较多,钱稼茹等[1-5]研究了框架结构中梁柱节点的抗震性能及剪力墙结构中剪力墙的竖向连接技术,而针对第三种结构形式的研究较少.为此,笔者所在的课题组对框架剪力墙结构开展了研究,完成了其中剪力墙与框架柱、剪力墙与框架梁、剪力墙与连梁等方面的连接技术研发工作[6-10].总结国内外学者在装配式混凝土结构方面的研发成果可看出,虽然不同学者提出了不同的连接方案,但这些方案所采用的思想几乎均是先连接预制构件的受力筋,然后在连接的空白区域浇筑混凝土,完成装配.连接部位需要较多的湿作业.在上述方案的基础上,有些学者提出将钢结构的连接思想引进到混凝土构件的连接,以此提高工业化水平[11].基于此,笔者提出钢构件连接装配式混凝土预制构件的方法,基于有限元模拟方法,对采用矩形钢管混凝土键连接预制框架柱和预制剪力墙的连接技术进行分析,为该种连接技术的应用提供设计依据.1装配结构及装配方法矩形钢管混凝土键连接框架柱和剪力墙的结构及装配方法如图1所示.图1矩形钢管混凝土键连接剪力墙和框架柱装配图Fig.1Assembly drawing of shear wall and frame column connected by CFRST keys框架柱的预制过程:首先制作预埋件,预埋件由焊接于底部钢板的锚固钢板和L型肋板组成(见图1(a)),然后绑扎框柱架的钢筋,将预埋件竖向均匀布置在柱的钢筋骨架一侧,锚固钢板与柱钢筋焊接;最后支模第5期吴潜等:矩形钢管混凝土键连接剪力墙框架柱的力学性能研究841板,浇筑混凝土,形成带预埋件的框架柱.剪力墙的制作过程与框架柱相同.矩形钢管混凝土键制作过程:首先将混凝土注入矩形钢管内并振捣密实,养护到预期强度后在矩形钢管端部两侧焊接端钢板(见图1(b )).装配时,先将剪力墙和框架柱吊装于预定位置,并临时固定,然后在剪力墙和框架柱的L 型肋板内插入矩形钢管混凝土键,并焊接牢固(见图1(c )).连接完成后,在矩形钢管混凝土键、柱与墙体之间的空隙处加入砌块或挤塑板等材料填充.该种连接方式通过矩形钢管混凝土键传递构件间的内力,传力路径明确,无需现场湿作业,并且不含类似灌浆的隐蔽施工,施工质量越容易保证.2有限元模拟方法及验证模拟前,笔者参照文献[5]中的墙柱试验,对模拟方法进行验证.原试验中,为研究框剪结构中预制柱与预制墙之间的抗剪力学性能,选取的研究对象为部分框架柱、部分预制墙和部分连接区域,并增加设置了加载梁和加强柱,形成试验试件(见图2).在验证有限元模拟方法时,选用的试件预制柱和预制墙采用现浇方式连接,试件编号为XJBZ.试件的尺寸和配筋如图3所示.在水平荷载作用时,剪力墙和框架柱在竖向存在相互错位引起的剪力,因此试验加载方式采用单向循环轴心加载,研究连接区域的抗剪性能.图2试件在框架结构中位置Fig.2Location of the specimen in the frame-shear wallstructure图3试件XJBZ 配筋Fig.3Reinforcement detail of the specimen namedXJBZ有限元建模时,采用与试验高度相近的理论边界条件和加载方式[5],有限元模型见图4.加载方式为在试件的一端设置一个参考点R ,然后将R 与加载钢板中心耦合(Cou-pling )约束,在参考点上施加Z 轴方向的位移[12].边界条件为下部钢板约束竖直和水平位移,上部自由.混凝土本构关系采用塑性损伤模型(CDP 模型),混凝土单元类型为C3D8R [13-14],泊松比为0.2,立方体抗压强度实验值为26.8MPa [5].钢筋采用简化三折线模型,泊松比为0.3,直径10mm 和18mm 的钢筋实测屈服强度分别为222MPa 和416MPa ,实测抗拉强度分别为287MPa 和575MPa [5],钢筋的单元类型为T3D2[15-16].图4有限元模型Fig.4Finited element model842沈阳建筑大学学报(自然科学版)第35卷采用上述有限元模拟方法,计算提取试件的荷载-位移曲线,并与试验结果进行对比,结果如图5所示.从图中可以看出,曲线到达最大荷载前,模拟与试验所得的单向循环加载曲线基本吻合,偏差较小;到达最大荷载后,两曲线发展趋势基本一致;模拟最大荷载为520.46kN ,试验最大荷载559.3kN.图5模拟与试验荷载-位移曲线对比Fig.5Comparison between simulation and test curves模拟最大主拉塑性应变云图(反应裂缝发展规律)与试验裂缝对比如图6所示.从图中可以看出,试验斜裂缝主要集中在构件的现浇区内,并最终贯通整个试验区,模拟塑性应变与试验吻合良好.综上可以看出,模拟结果与试验结果误差较小,具有较高的可靠性.图6模拟与试验裂缝对比Fig.6Comparison of simulation and test cracks另外,文献[6]对比了单调循环加载和单调位移加载条件下,试件的塑性主拉应变云图和荷载位移曲线,结果表明在两种加载方式下,构件的裂缝发展趋势、破坏位置和破坏程度基本一致,位移相同时荷载差值均在5%以内,因此后续研究采用单调加载.3装配与现浇试件力学性能对比为研究矩形钢管混凝土键连接墙柱的力学性能,参考上述墙柱试验,设计了墙柱采用钢管混凝土键连接的试件,编号为PCBZ (见图7(a )).由于主要目的是研究钢管混凝土键的力学性能,因此对图1中的钢管混凝土键和预埋件连接进行简化,简化方式为将预埋件的底部钢板和矩形钢管混凝土键的端板合并为钢管混凝土键的新端钢板(见图7(b )).为便于描述,以下将此合并后的整体称为矩形钢管混凝土连接件.其中,新端钢板的边缘与矩形钢管混凝土键的侧面对齐,抗剪钢板固结于新端钢板的一侧.PCBZ 的连接区域以外的尺寸和配筋与试件XJBZ 相同.钢管厚度为4mm ,两侧厚钢板厚度为20mm ,锚固钢板厚度为10mm ,矩形钢管混凝土键长度为240mm ,矩形钢管混凝土连接件竖直间距为150mm ,钢材均为Q235钢.模拟时,钢板采用双折线模型.图7矩形钢管混凝土连接件连接墙柱试件Fig.7Specimen drawing of column and wall con-nected by CFRST keys第5期吴潜等:矩形钢管混凝土键连接剪力墙框架柱的力学性能研究843采用上述有限元模拟方法,模拟了试件PCBZ在单调位移荷载作用下的受力过程,并对比了其与试件XJBZ的荷载-位移曲线,结果见图8.同时计算得到试件的屈服荷载、屈服位移等参数,结果见表1.表中屈服荷载的计算采用“通用屈服弯矩法”[17-18],破坏荷载为峰值荷载的85%,位移延性系数为破坏荷载对应位移(破坏位移)与屈服位移的比值.从图8和表1可以看出,试件PCBZ的荷载-位移曲线在总体走势上与XJBZ类似,包括明显的弹性上升段、弹塑性过渡段和塑性下降段.区别在于装配试件达到峰值荷图8装配构件与现浇构件荷载-位移曲线对比Fig.8Load displacement curves of cast-in-place members and assembly members表1计算结果Table1Computational results试件编号屈服荷载/kN屈服位移/mm峰值荷载/kN破坏位移/mm延性系数PCBZ4021.46297.15.19 XJBZ4871.25143.22.75载时的位移大于现浇构件,在下降段初期,曲线下降较快,当到达拐点后,曲线下降十分平缓.从表中可以得出,装配试件的延性系数高于现浇试件89%,峰值荷载高于现浇试件22%,延性系数高于现浇试件88%,但屈服荷载低于现浇试件17%.其中屈服荷载较低的原因是因为两个矩形钢管混凝土连接件未填充受力材料.由此说明采用矩形钢管混凝土连接件连接墙柱的方式具有良好的延性,较高的最大承载力,仅屈服荷载偏低,总体具有较好的力学性能.4装配试件受力过程及影响因素分析4.1受力过程分析图9为装配试件(PCBZ)在屈服荷载、峰值荷载、破坏荷载时,矩形钢管混凝土连接件的Mises应力图.从图中可以看出,屈服荷载时,矩形钢管腹板上应力较大,最大应力出现在腹板的左上角和右下角,顶板、底板、左、右侧新端钢板及锚固钢板应力较小,各钢板的最大应力为172.5MPa,均未超过钢板的屈服应力;荷载达最大荷载时,矩形钢管腹板约2/3面积应力接近屈服应力,该部分应力沿腹板整体呈左上至右下斜向延伸,顶板、底板、左、右侧新端钢板的应力仍然较小,约为钢板屈服应力的一半,锚固钢板与新端钢板连接部分应力较大,接近屈服应力;荷载减小到破坏荷载时,矩形钢管腹板约3/4面积应力接近屈服应力,该部分应力沿腹板整体近似呈矩形分布,并且部分区域应力达到屈服应力,顶板、底板、左、右侧新端钢板的应力整体较小,锚固钢板部分应力较大,接近屈服应力.钢管内混凝土的应力,角部区域较大,其余部分较小.由此可以看出,采用钢管混凝土连接件连接墙柱,钢管混凝土的腹板及锚固钢板与新端钢板连接部分及混凝土角部应力较大,设计时应加强考虑,其余部分应力较小.844沈阳建筑大学学报(自然科学版)第35卷图9矩形钢管混凝土连接件的Mises应力图Fig.9Mises stress map of CFRST connector4.2力学性能影响因素分析为分析不同因素对矩形钢管混凝土连接件连接框剪结构力学性能的影响,笔者设计了19个采用该种连接的墙柱试件模型.设计时,以试件PCBZ为标准试件,采用控制变量法设计其他试件.改变的参数包括矩形钢管混凝土键的截面高度h、截面宽度w、矩形钢管混凝土键长度l、钢管内混凝土强度和矩形钢管混凝土键间的纵向间距D.模拟得到各试件荷载-位移曲线,计算得到各试件屈服荷载P y、峰值荷载P max、延性系数μ和初始刚度K,结果见表2.4.2.1矩形钢管混凝土键截面高度的影响图10为其他参数不变,截面高度分别为220mm、260mm、300mm和320mm时,各试件在单调位移荷载作用下的荷载-位移曲线.从表2和图10可以看出:在弹性阶段,试件的位移-荷载曲线基本吻合,刚度接近;进入非线性变形阶段后,随着截面高度增大,试件的承载力增加,达到最大承载力时的最大位移也增大.当截面高度从220mm增加到260mm时,构件的最大承载力提升了17.65%,刚度提升了5.12%,延性系数的变化量在1%以内;当截面高度从260mm增加第5期吴潜等:矩形钢管混凝土键连接剪力墙框架柱的力学性能研究845到300mm时,构件的最大承载力提升了14.13%,刚度提升了5.00%,延性系数的变化量在1%以内;当截面高度从300mm增加到320mm时,构件的最大承载力提升了6.60%,刚度提升了2.73%,延性系数的变化量在1%以内.由此说明,随着截面高度的提升,装配式连接构件的抗剪承载力不断增大,初始刚度略有提升,延性系数基本保持不变.表2试件参数及结果Table2Parametors and result of the specimens试件编号h/mm w/mm l/mm混凝土强度等级D/mm P y/kN P max/kN K/(kN·mm-1)μh-22220160240C40150330468423.44 5.33 h-26260160240C40150358550445.10 5.20 h-30300160240C40150402628462.72 5.10 h-32320160240C40150421670473.68 5.17 w-12300120240C40150359524414.99 6.66 w-14300140240C40150374558453.60 5.79 w-16300160240C40150402628462.72 5.19 w-183********C40150414662467.95 4.84 l-20300160200C40150438649526.84 3.86 l-24300160240C40150402628462.72 5.19 l-28300160280C40150377609404.10 6.55 l-32300160320C40150348581356.587.89 C-30300160240C30150390595458.12 3.88 C-40300160240C40150402628462.72 5.19 C-50300160240C50150417658463.23 3.27 C-60300160240C60150430687464.76 3.22 D-75300160240C4075399615452.32 5.18 D-150300160240C40150402628462.72 5.19D-225300160240C40225419605472.40 5.47图10不同截面高度试件荷载-位移曲线Fig.10Load-displacement curves of specimens with different section height 4.2.2矩形钢管混凝土键截面宽度的影响图11为其他参数不变,截面宽度分别为120mm、140mm、160mm和180mm时,各试件在单调位移荷载作用下的荷载-位移曲线.从表2和图11可以看出:在弹性阶段,试件的位移-荷载曲线基本吻合,刚度基本一致;进入非线性变形阶段后,截面宽度越大的试件承载力越大,但达到最大承载力时的最大位移相差不大.当截面宽度从120mm增加到140mm时,构件的最大承载力提升了6.45%,刚度提升了9.30%,延性系数减少了12.97%;当截面宽度从140mm增加到160mm时,构件的最大承载力提升了12.64%,刚度提升了2.00%,延性系数减少846沈阳建筑大学学报(自然科学版)第35卷了10.43%;当截面宽度从160mm 增加到180mm 时,构件的最大承载力提升了5.40%,刚度提升了1.13%,延性系数减少了6.80%.由此说明,随着截面宽度的提升,装配式连接构件的抗剪承载力不断增大,延性不断减小,构件的刚度基本保持不变.图11不同截面宽度试件荷载-位移曲线Fig.11Load-displacement curves of specimens with different section4.2.3矩形钢管混凝土键长度的影响图12为其他参数不变,钢管混凝土键长度分别为200mm ,240mm ,280mm 和320mm 时,各试件在单调位移荷载作用下的荷载-位移曲线.从表2和图12可以看出:在弹性阶段,长度越小的构件承载力越大,曲线斜率越大;进入非线性变形阶段后,到达各试件最大承载力之前,长度越小的试件承载力越大,达到最大承载力时的最大位移越小;在下降段的后期,各试件承载力相差不大.当连接长度从200mm 增加到240mm 时,构件的最大承载力减少了3.15%,刚度减少了12.17%,延性系数增加了34.50%;当连接长度从240mm 增加到280mm 时,构件的最大承载力减少了 3.13%,刚度减少了12.67%,延性系数增加了25.99%;当长度从280mm 增加到320mm 时,构件的最大承载力减少了4.59%,初始刚度减少了11.76%,延性系数增加了20.63%.由此说明,随着长度的提升,装配式连接构件的抗剪承载力基本不变,构件的刚度不断减小,延性系数不断增大,且增长幅度较大.图12不同矩形钢管混凝土键长度试件荷载-位移曲线Fig.12Load displacement curves of specimens with different length of CFRST keys4.2.4矩形钢管内混凝土强度的影响图13为其他参数不变,混凝土强度等级分别为C30、C40、C50和C60时,各试件在单调位移荷载作用下的荷载-位移曲线.从表2和图13可以看出:各试件在初始弹性阶段曲线基本吻合,刚度基本一致.随着混凝土强度的增加,构件的最大承载力有所提升,相较于试件C40和试件C30、试件C50和试件C60在到达最大承载力后曲线下降较快.当混凝土强度从C30增加到C40时,构件的最大承载力增加了5.59%,延性系数增加了33.73%,刚度变化数值在1%以内;当混凝土强度从C40增加到C50时,构件的最大承载力增加了4.70%,延性系数减少了37.02%,刚度变化数值在1%以内;当混凝土强度从C50增加到C60时,构件的最大承载力增加了4.37%,构件的延性系数变化在1%以内,刚度变化数值在1%以内.由此说明,混凝土强度等级对构件的抗剪承载力影响较小,在C40左右某一数值时,构件的延第5期吴潜等:矩形钢管混凝土键连接剪力墙框架柱的力学性能研究847性系数达到最大值.图13不同混凝土强度等级试件荷载-位移曲线Fig.13Load displacement curves of specimens with different length of Concrete strength grade4.2.5矩形钢管混凝土键的纵向间距的影响为了研究矩形钢管混凝土键的纵向间距对试件抗剪性能的影响,其他参数不变,纵向间距分别为75mm 、150mm 和225mm 时,试件在单调位移荷载作用下的荷载-位移曲线见图14.从表2和图14可以看出:构件的初始刚度、最大承载力和延性系数的变化范围均在5%以内,由此说明,矩形钢管混凝土键的纵向间距对构件的抗剪性能几乎没有影响.图14不同纵向间距试件荷载-位移曲线Fig.14Load displacement curves of specimens with different vertical spacing5结论(1)采用矩形钢管混凝土键连接墙柱的构件与同条件现浇构件相比,前者延性远高于后者,最大承载力高于后者,屈服荷载低于后者,总体可满足工程需要.(2)采用钢管混凝土键连接墙柱,钢管混凝土的腹板及锚固钢板与端钢板连接部分及混凝土角部应力较大,设计时应加强考虑,其余部分应力较小.(3)矩形钢管混凝土键的截面高度对构件的最大承载力影响最大,高度越大承载力越大;长度对构件的延性系数和初始刚度影响最大,长度越大延性系数越大,初始刚度越小;截面宽度越大,抗剪承载力越大,延性减小,初始刚度基本不变;混凝土强度等级对构件的力学性能影响较小;矩形钢管混凝土键的纵向间距对构件的力学性能几乎没有影响.参考文献[1]钱稼茹,杨新科,秦珩,等.竖向钢筋采用不同连接方法的预制钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验[J ].建筑结构学报,2011,32(6):51-59.(QIAN Jiaru ,YANG Xinke ,QIN Heng ,et al.Tests on seismic behavior of pre-cast shearwalls with various methods of vertical rein-forcement splicing [J ].Journal of buildingstructures ,2011,32(6):51-59.)[2]孙崇芳.新型槽口无粘结水平接缝预制剪力墙的抗震性能研究[D ].南京:东南大学,2017.(SUN Chongfang.Study on seismic perform-ance 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框架剪力墙的优点
框架剪力墙的优点在现代建筑领域中,框架剪力墙结构因其众多显著的优点,成为了广泛应用的一种结构形式。
接下来,让我们深入了解一下框架剪力墙结构的优点究竟有哪些。
首先,框架剪力墙结构具有出色的抗震性能。
地震是对建筑物安全的巨大威胁,而这种结构在应对地震力时表现出色。
剪力墙能够有效地承担水平荷载,如地震产生的侧向力,将其分散和传递到基础。
框架部分则主要承受竖向荷载,并与剪力墙协同工作,共同增强结构的整体稳定性。
在地震发生时,框架剪力墙结构可以通过自身的变形和耗能,减轻地震对建筑物的破坏,为人们的生命和财产安全提供了可靠的保障。
其次,它能提供较大的室内空间灵活性。
与传统的纯剪力墙结构相比,框架剪力墙结构中的框架部分使得建筑内部的布局更加自由。
可以根据不同的使用需求,灵活划分房间和功能区域,而不会受到过多剪力墙的限制。
这对于商业建筑、办公楼和住宅等多种类型的建筑来说都非常重要,能够满足人们对于个性化空间的追求。
再者,框架剪力墙结构的承载能力较强。
由于剪力墙和框架的协同作用,这种结构能够承受较大的竖向和水平荷载。
无论是高层建筑还是需要承载较重设备的工业建筑,框架剪力墙结构都能够提供足够的强度和稳定性,确保建筑物的安全和正常使用。
从施工角度来看,框架剪力墙结构也具有一定的优势。
其施工工艺相对成熟,施工过程中的质量控制较为容易。
框架部分和剪力墙部分可以分别进行施工,提高了施工效率,缩短了工期。
而且,在施工过程中,材料的选择和采购也相对较为方便,有利于降低工程成本。
此外,框架剪力墙结构还具有良好的经济性。
虽然在初期建设时,其成本可能略高于一些简单的结构形式,但从建筑物的全生命周期来看,由于其良好的性能和耐久性,能够减少后期的维护和修复费用。
而且,由于其能够建造更高的建筑,在土地资源紧张的情况下,可以提高土地的利用率,从而带来更大的经济效益。
在建筑外观方面,框架剪力墙结构也为设计师提供了更多的发挥空间。
可以通过巧妙地布置剪力墙和框架,塑造出独特而美观的建筑外形,使建筑物在满足功能需求的同时,具备较高的艺术价值。
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钢管混凝土边框组合剪力墙性能研究综述【摘要】对国内外的钢管混凝土边框的组合剪力墙进行了初步的总结,包括组合剪力墙的整体抗震性能和墙板与边框柱的连接,并提出了研究中存在的一些问题
【关键词】剪力墙组合结构钢管混凝土边框
剪力墙作为一种抵抗侧向力的结构单元,抗侧刚度大,是抗震体系中的重要环节,被广泛应用于各类建筑结构。
高层中的纯剪力墙结构,可以和框架组合成框架—剪力墙结构,以及框架—核心筒结构中的核心筒也是由剪力墙组成,因此剪力墙的抗震性能对多层和高层结构的安全具有十分重要的意义。
对于钢管混凝土边框的钢筋混凝土组合剪力墙,以往对钢筋混凝土剪力墙的研究发现,若在墙板边缘设置边框,边框将承担相当一部分的剪力,同时边框对墙板的约束也可提高墙板的抗剪能力;此外边框的存在还可以改善剪力墙的延性.而采用带边框的组合剪力墙,将不同形式的边框和墙板结合起来可以发挥组合效应,进一步提高剪力墙的抗震能力。
1 国内外研究现状
文献[1]对进行了2 个普通钢筋混凝土剪力墙和7个矩形钢管混凝土边框组合剪力墙的低周反复荷载试验,以及2个设置不同形式抗剪连接键的剪力墙节点的低周反复荷载试验。
并对不同混凝土强度等级,不同轴压比,不同剪跨比,不同强弱抗剪连接键等设计参数的矩形钢管混凝土边框组合剪力墙的抗震性能进行了研究。
在试
验基础上,对比分析了剪力墙的承载力、延性、刚度及其衰减过程、滞回特性、耗能能力及破坏特征。
建立了组合剪力墙的承载力计算模型。
研究结果表明:钢管混凝土边框组合剪力墙及筒体具有良好的抗震性能。
文献[2]对1个普通钢筋混凝土剪力墙和3个矩形钢管混凝土边框剪力墙,模型按1/4缩尺进行了低周反复荷载下的抗震性能试验研究,在试验基础上,分析了各剪力墙的承载力、延性、刚度及其衰减过程、滞回特性、耗能能力和破坏特征建立了该新型剪力墙的承载力计算模型。
研究表明这种剪力墙可有效地组合混凝土剪力墙与钢管混凝土边框柱的优势,抗震效果良好。
文献[3]进行了6片高宽比在2-2.17的圆钢管混凝土剪力墙和1片对照钢筋混凝土剪力墙在高轴压比和往复水平力作用下的试验。
研究了钢管混凝土剪力墙试件的破坏过程和破坏形态、滞回特性、承载力以及变形耗能能力。
试验结果表明:由于圆钢管混凝土的存在,剪力墙试件承载力显著提高;在较高轴压比下,仍然具有较好的变形与耗能能力,亦即在变形能力相同情况下,钢管混凝土剪力墙可承受更高轴压力。
文献[4]对6个1/2缩尺的带不同型式连接键连接的钢管混凝土边框与剪力墙组合节点模型进行了低周反复荷载作用试验研究,对比分析了各模型的承载力、耗能、滞回特性及破坏特征。
同时完成了,完成了6个不同型式锚固钢板与混凝土梁锚固试件的试验研究,分析了钢板与混凝土锚固粘结的机理。
并提出了可用于抗震设计钢
管混凝土边框与剪力墙连接的节点构造措施。
文献[5]进行了2个1/4缩尺剪跨比为1.5的钢管混凝土边框组合中高剪力墙模型的低周反复荷载试验,在试验研究基础上,分析了轴压比对剪力墙承载力、延性、滞回特性、耗能能力的影响。
建立了钢管混凝土边框组合中高剪力墙的承载力计算模型,研究表明:钢管混凝土边框组合中高剪力墙抗震性能良好,具有重要的工程实用价值。
2 钢管混凝土边框剪力墙的应用
2004年开始实施的《矩形钢管混凝土结构技术规程》[6]给出了带矩形钢管混凝土边框的剪力墙的设计方法。
该规程指出,带框混凝土剪力墙可由现浇钢筋混凝土剪力墙与矩形钢管混凝土柱和混凝土梁组成。
同时承受水平和竖向荷载的作用;结构分析时,矩形钢管混凝土柱可等刚度代换为混凝土柱,作为剪力墙的翼缘参与结构整体分析,边框粱作为构造措施可不考虑参与内力分析。
规程中对其承载力计算做出了一些假定:作用于带框混凝土剪力墙的整体弯矩,可全部由钢管混凝土柱中产生的轴向拉力和轴向压力承担.不考虑柱和剪力墙的局部弯矩;水平剪力可全部由剪力墙承担;竖向荷载分别由钢管混凝土柱和剪力墙按实际情况分担。
钢管混凝土边框混凝土组合剪力墙在我国的工程建设中已经有应用,例如福建南安邮电局大楼,该工程采用了圆钢管混凝土柱,剪力墙为现浇钢筋混凝土结构,为了便于与钢管混凝土柱连接,在柱侧向加焊竖向钢板把剪力墙中的钢筋焊在竖板上。
1999年建成的
深圳72层赛格广场大厦和2001年建成的杭州瑞丰国际商务大厦[7]中分别采用了圆钢管混凝土边框和方钢管混凝土边框的钢筋混凝
土组合剪力墙。
目前对于钢管混凝土组合剪力墙抗震性能的试验研究尚未见报道,深入、系统的试验研究和理论研究落后于工程实践,所以对这种形式剪力墙的抗震性能进行研究是十分必要的。
3 研究存在的问题和结论
虽然目前对于钢管混凝土边框组合剪力墙的研究取得了一定的成果,但是对于组合剪力墙的应用还存关键技术不完备、不成熟的等问题,对于钢管混凝土组合剪力墙的承载力计算缺乏系统的规范的理论计算公式。
已完成的实验只是进行低周往复荷载的研究,对于拟动力实验研究较少,与实际的地震情况有一定差距。
参考文献
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