钢框架内填预制钢筋混凝土剪力墙试验研究
钢框架内填墙研究现状综述
ｒ ｒ ａ ｇａ ｔ ｅ ｄ Ｗｅ ｂ ｓ
载也可 以很大提高 。 对于多Fra bibliotek层钢结构建 筑 ， 其 抗侧力要求并
没 有 超 高 层 建 筑 那 么 严 格 ，采 用 钢 板 剪 力 墙 不 够 经 济 。 压 型 钢 板 墙 有 很 多 自身 的 优 点 ，如 自重 轻 、施 工 快 、 便 于 工 厂 加 工 等 。 可将 其 作 为 多 高 层 钢 结 构 建 筑 中 的 钢 结 构 隔 墙 使 用 ，用 两片 压 型 钢 板 中 间 夹 其 他 保 温 隔声 材 料 可 做 成 保 温 隔 声 效 果 较 好 的 隔 墙 ； 同 时 ， 随 着 建 筑 物 各 种 功 能 需 求 的 Ｅ ｔ 益 提 高 ，管 线 的 布 置 也 越 来 越 繁 杂 ，可 在 其 波 纹 位 置 很 好 地 布置 繁 杂 的管 线 。 压 型 钢 板 墙 作 为 钢 板 墙 的 一 种 ， 是 在 传 统 的钢 板 剪 力 墙 的基 础 上 ， 以 压 型 钢 板 代 替 传 统 的 平 面 钢 板 ，形 成 压 型 钢 板 墙 。在 以往 的 建 筑 结 构 中 ，隔 墙 一 般 只 起 隔 断 作 用 ， 不 作 为 承 载 构 件 ， 随 着 时 代 的 发 展 ， 建 筑 结 构 的抗 震 问 题 成 为 了 建 筑 结 构 设 计 的 突 出 问 题 。考 虑 到 压 型 钢 板 的 厚 度
一
哈 尔滨 工业 大 学邵 永 松 【 ３ 】 等 人 进 行 了 ４个 １ ： ３ 比例 压 型 钢 板 墙 模 型 的低 周 往 复 荷 载 试 验 ，研 究 了 压 型 钢 板 墙 的承 载 力 、 抗 侧 刚 度 和 滞 回性 能 ，为 压 型 钢板 墙 抗 震 设 计 提 供 试 验 依 据 ；提 出 了压 型 钢 板 墙 体 系 的 简 化 支 撑 杆 模 型 ，并 运 用 有 限 元 分 析 软 件 对 模 型 进 行 了分 析 验 证 ；揭 示 了 压 型 钢 板 墙 与 框 架 连 接 形 式 、 压 型 钢 板 截 面 参 数 对 压 型 钢 板 墙 滞 回性 能 的
钢筋混凝土框架-剪力墙模型结构试验的滞回反应和耗能分析
11 试件 ;21 竖向千斤顶 ;31 伺服作动器 ;41 分载梁 ; 51 纵向固定横梁 ;61 加载梁 ;71 辊轴 ;81 基底固定梁 ;
91 反力墙 ;101 试件与作动器连接杆 图 2 加载装置简图 Fig12 Test set2up
按承载力极限状态的重力荷载进行质量换算 ,由 质量相似系数可得 1～4 层质量分别为 1015kN·s2/ m , 1617kN·s2/ m , 713kN ·s2/ m , 6312kN ·s2/ m , 阻 尼 比 为 0105 。模型结构试验内容及试验现象描述见表 2 。试 验分为两个阶段 ,第一阶段为拟动力试验 ,分别输入具 有不同加速度峰值的 El Centro 地震加速度记录 ,量测 结构的地震反应等 ,拟动力试验 PDT21～PDT26 实际上 相当于加长了实际地震波记录曲线的时间轴后输入扰 力的静力试验 ,可以较详尽地观察裂缝的出现 、开展 , 并记录整个结构的反应历程 。第二阶段为伪静力加载 试验 ,采用倒三角形分布水平力 ,位移控制加载 ,并量 测结构的后期反应 ,直到结构完全破坏 。试验量测内 容主要为测量模型结构每个阶段的各层侧移 、对应的 荷载 、钢筋及混凝土的应变分布等 。为此 ,在各梁柱两
输入 El Centro 波 NS 分量 , 剪力墙仍能抵抗部分地震剪
峰值 ¨x g = 1200gal
力 ,但其刚度却不断下降
伪静力试验 ,倒三角形分布力 ,量测结构的后期反应 ,至完全破坏
熊仲明 , 史庆轩 , 王社良 , 霍晓鹏
(西安建筑科技大学 ,陕西西安 710055)
摘要 :本文以实际工程为研究背景 ,根据模型相似关系 ,通过拟动力试验的方法 ,对钢筋混凝土框架2剪力墙模型结构的 滞回反应和耗能进行了分析 ,探讨了结构在地震作用下的破坏机理及其薄弱环节或部位 。试验结果表明 ,在水平地震作 用下 ,框架2剪力墙结构的屈服顺序为 :剪力墙根部 →框架各层梁端 →框架各柱根部 ,剪力墙的屈服和耗能能力对整个结 构的承载力和变形性能影响很大 。当弹塑性变形较大时 ,结构的性能主要取决于剪力墙根部截面的性能 。本文工作为 指导这类结构体系的抗震设计以及进行更深入的研究提供了基础资料 。 关键词 :拟动力试验 ; 滞回曲线 ; 滞回耗能 中图分类号 :TU39812 TU31711 文献标识码 :A
钢框架内嵌带竖缝钢筋混凝土剪力墙结构性能研究
钢框架内嵌带竖缝钢筋混凝土剪力墙结构性能研究米旭峰【摘要】对钢框架内嵌竖缝剪力墙结构进行研究,考虑混凝土材料非线性的影响,通过非线性有限元程序,分析钢框架内嵌竖缝剪力墙结构在水平荷载作用下的力学性能.结果表明:竖缝剪力墙在加载过程中,首先在竖缝附近发生开裂,主要分布在缝间墙上,并以细小裂缝为主,这是由于竖缝剪力墙承担了自身开裂膨胀而产生的约束轴力.从竖缝剪力墙的应力和裂缝分布图可以得出,剪力墙的变形主要是以弯曲变形为主,缝间墙的变形类似于壁柱.在加载过程中,竖缝剪力墙刚度下降缓慢,利于与钢框架共同工作,适合在抗震区使用.【期刊名称】《江苏科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2009(023)001【总页数】5页(P18-22)【关键词】竖缝剪力墙;混凝土非线性;抗震性能【作者】米旭峰【作者单位】江苏科技大学,土木与建筑工程学院,江苏,镇江,212003【正文语种】中文【中图分类】TU398+.2钢框架内嵌带竖缝的钢筋混凝土剪力墙(Steel Frame-reinforced Concrete Infill Slit Walled System， SF-CSW)是抗震结构采用的一种抗侧力结构体系[1].由于设置了竖缝，剪力墙的抗侧刚度大大减弱，克服了现浇整体剪力墙整体刚度大，地震力大的缺点.缝间墙是高宽比约为2的压弯剪混凝土构件，在地震作用下，缝间墙产生大量的细微斜裂缝[2-3]，开裂后产生的混凝土体积膨胀使竖缝剪力墙内产生压力，限制了裂缝宽度的发展，克服了整体现浇剪力墙在地震作用下裂缝开展集中、裂缝宽度大、破坏部位集中、耗能能力差及延性差的缺点[4].钢框架内嵌带竖缝剪力墙的层间抗侧刚度，在开始阶段主要由混凝土部分提供，试验表明缝间墙裂缝开展均匀，说明各部分混凝土及其内配的钢筋受力均匀，能够发挥各部分的耗能并为结构提供阻尼的作用[2-3].由于裂缝开展分布广，且剪力墙和钢框架柱之间留有缝隙，因此层间变形能力大，延性较好.在变形较大的中后期，混凝土部分刚度减弱，钢框架抵抗地震作用的份量增大，因此具有很好延性的钢框架是抗震的第二道防线.在罕遇地震作用下产生很大侧移时，剪力墙对角线的两个角部和钢柱翼缘接触，使得混凝土在对角线方向产生斜压，和钢框架一起为整体结构提供了确保大震不倒所需要的后期抗侧刚度.但当材料进入非线性状态后，竖缝剪力墙的力学性能变化较大，混凝土开裂及其扩展的过程以及开裂膨胀产生的约束轴力都将直接影响结构的刚度、延性和耗能.所以在研究带竖缝剪力墙性能时，必须考虑混凝土材料的非线性对结构造成的影响，包括混凝土的开裂和材料的屈服.目前该类试验很少，只有文献[2-3]中略微涉及，且试件都是单层的无框竖缝剪力墙.然而钢框架内嵌带竖缝剪力墙在水平荷载作用下的工作性能和钢框架在受力过程中与竖缝剪力墙之间的关系，未见相关文献报道.因此文中采用ANSYS软件模拟钢筋混凝土竖缝剪力墙在水平荷载作用下的性能，分析竖缝剪力墙的裂缝开展规律，并研究竖缝剪力墙与钢框架共同工作的性能，以及混凝土开裂后框架与剪力墙之间剪力的分配关系.1 钢筋混凝土有限元模型1.1 建模方式混凝土材料采用Wilkiam-Warnke五参数破坏准则与理想弹塑性屈服准则，考虑混凝土受拉开裂与受压屈服,采用分离式钢筋混凝土模型，将混凝土单元与钢筋单元相同坐标的节点合并，即不考虑钢筋在混凝土中的相对滑动对结构性能的影响[5-7].1.2 算例验证试验过程及试件参数根据哈尔滨建筑大学的竖缝剪力墙试验结果[3]，首先验证ANSYS程序在计算竖缝剪力墙非线性性能的适用性.取出试验中的一组试件W-2进行模拟分析，试件的外形如图1所示.在竖缝剪力墙中，横向箍筋采用φ 6的一级钢筋，间距200 mm；纵向拉筋采用φ10的一级钢筋，钢筋的弹性模量Es=206000 N/mm2，泊松比νs=0.3，抗拉强度fy=235 N/mm2，其中墙中的纵向拉筋与竖缝之间的距离as=34 mm.根据文献[3]中试件的外形以及采用的加载方式，建立竖缝剪力墙有限元模型如图2所示(U代表约束,F代表荷载,CP代表耦合).图1 试件W-2的外形图(单位：mm)Fig.1 Test piece W-2图2 竖缝剪力墙模型图Fig.2 Model of the slits-wall从图2中可以看出，在有限元建模中首先约束墙板底部的UX,UY和UZ方向的自由度，约束墙板顶部节点的竖向位移UY，同时耦合节点水平方向UX的位移.在墙板顶部的节点上均匀地施加单向水平荷载，直至墙体破坏为止.根据试验数据，混凝土实测的抗压强度fck=19.3 N/mm2，抗拉强度ftk=1.93 N/mm2.在有限元模型中，将混凝土与钢筋分开建模，混凝土采用SOLID65单元，钢筋采用LINK8单元.计算结果如图3所示.可以看出，计算所得竖缝剪力墙的承载能力F=241.67 kN，而实测极限承载能力F=245 kN，两者结果非常接近.图3 试件W-2的荷载位移曲线Fig.3 Load-displacement curve of W-2当F=241.67 kN时，墙体的混凝土产生了大量的裂缝、钢筋出现了屈服，导致结构发生破坏，这与试验的破坏形式一致.但从位移对比可以发现，试验中剪力墙的最大位移Δ=15.6 mm，而有限元分析中位移为Δ=2.48 mm.造成这种情况有多种原因，主要有：① 混凝土本构关系复杂，没有一种本构模型能够很好地解决所有的问题.② 在ANSYS有限元分析混凝土时，当同时考虑混凝土的拉裂与压碎时，程序的收敛性很差.因为计算中会出现混凝土的假压碎现象，此时结构可通过闭合裂缝传递来承受荷载.这种现象通过泊松效应常常发生在与大量开裂应变垂直的未开裂的方向上，同样也会在压碎的积分点上出现，输出的塑性和蠕变应变值来自于先前子步的收敛.而且，当裂缝产生后，弹性应变的输出量就包含了开裂应变，而单元开裂或压碎后失去的抗剪作用将不能被传递到钢筋上(因为钢筋单元没有抗剪刚度)，最终导致结构发生破坏.当F=241.67 kN时，竖缝周边的墙体已经屈服或开裂，此时试件W-2进入塑性阶段，这点也可从构件的荷载位移曲线中得出.在整个加载过程中，荷载位移曲线的斜率逐渐减小，表明由于竖缝,使得墙板中的裂缝分布广，刚度下降的比较缓慢.由图4可知，竖缝的存在使得墙板产生应力集中，裂缝首先出现在竖缝角部，然后随着荷载的增加，裂缝沿45°方向在墙板中延伸，这与图5的应力分布图一致.墙板应力大的区域，其裂缝开展大，裂缝数量多，并且图4的裂缝与试验结果相一致.图4 试件W-2的裂缝开展图Fig.4 Cracks development of W-2综上所述，ANSYS有限元程序能较好地模拟竖缝剪力墙进入裂缝大幅度扩展前的力学性能，并能较准确地预测裂缝出现的位置、开展的过程以及钢筋应力的分布，得出墙体的最大承载能力V，为试验与设计提供部分理论依据，用于进一步的结构分析.图5 水平荷载F=241.67kN时竖缝剪力墙Mises应力分布图Fig.5 Mises stress of silts-wall at F=241.67kN2 单层框架剪力墙结构分析由于现有试验只针对单层竖缝剪力墙，而实际中都采用钢框架与竖缝剪力墙共同工作，抵抗水平荷载的作用.因此，有必要研究钢框架内嵌钢筋混凝土竖缝剪力墙结构在水平荷载作用下的性能.取日本的三井物产总社大厦标准层剪力墙进行分析[1]，如图6所示.在竖缝剪力墙板中配置两种钢筋：① 在竖缝周边配置了两根拉筋，直径为19,16 mm；② 在墙板中配置了间距为60 mm的纵横向分布筋，直径为10 mm.钢筋的Es=206000 N/mm2，νs=0.3， fy=235 N/mm2.墙板厚度t=150 mm，采用C30混凝土，弹性模量Ec=30000 N/mm2，泊松比νc=0.2， fck=20.1 N/mm2.梁和柱的尺寸分别为HN800×300×14×26和HN588×300×12×20(单位：mm)，其钢材Es=206000 N/mm2，νs=0.3， fy=345 N/mm2.图6 三井物产总社大厦钢框架带竖缝剪力墙外形图(单位：mm)Fig.6 Steel frame-reinforced concrete infill slit walled system in MITSUI high-rise building取单层钢框架剪力墙建立模型，模型中的混凝土选用了SOLID65，钢框架选用SOLID45，钢筋选用LINK8模拟.钢框架与钢筋的材料采用理想弹塑性模型，混凝土的材料模型与上文相同(图7)，框架底部与竖缝剪力墙底部为完全约束(即约束UX，UY，UZ自由度).根据文献[8]，为满足竖缝剪力墙设计要求，将墙板上端与钢梁的普通孔螺栓连接改为竖向椭圆孔螺栓连接，但墙板左右两端连接仍使用普通孔螺栓连接.因此将墙板顶部与钢梁下翼缘单元节点耦合UX方向自由度，对于墙板两端连接处还需与钢梁下翼缘的UY方向自由度耦合.同时，墙板中段与钢梁下翼缘耦合UX方向自由度，并约束其UY方向自由度.水平荷载均匀地施加在钢梁顶部，并耦合上翼缘的UX方向自由度.图7 钢框架竖缝剪力墙结构有限元模型图Fig.7 Model of SF-CSW计算得到结构荷载-位移曲线、剪力墙应力图和墙板裂缝开展图，如图8～10所示.图8 荷载位移曲线Fig.8 Load-displacement curve图9 当水平荷载F=2467.7kN时,竖缝剪力墙的Mises应力分布Fig.9 Mises stress distribution of slits-wall at F=2467.7kN从图8的结构荷载位移曲线中可以看出，曲线的斜率在不断减小，表明结构的抗侧刚度在整个加载过程中一直在下降.当荷载达到一定程度时，墙体的混凝土出现开裂，但裂缝的开展速度以及数量都较缓慢，刚度下降的速度也很慢.同时，墙体主要以弯曲变形为主，其裂缝的开展由于受到钢框架约束，没有产生斜向大裂缝.在计算中，当荷载达到F=2467.7 kN时，墙体出现了大量的裂缝，同时框架节点处中出现塑性铰；结构成为机构，不能继续承担荷载而发生破坏.图9显示了当F=2467.7 kN时，墙体的Mises应力分布.从应力分布可得，剪力墙的整体变形是以弯曲变形为主，每一个缝间墙的变形方式与柱相同.当混凝土竖缝剪力墙承担水平荷载时，裂缝对于结构整体性能的影响是最大的，因此分别取水平荷载F=600，2467.7 kN时裂缝的开展情况，如图10所示.a) F=600 kNb) F=2467.7 kN图10 竖缝剪力墙裂缝开展图Fig.10 Cracks development of slits-wall从图10得出，随着水平荷载增加，竖缝剪力墙裂缝的数量逐渐增加.但裂缝开展小、分布广，主要分布在竖缝周围以及缝间墙上.表明SF-CSW具有很好的延性，可满足结构水平刚度要求，同时不丧失地震时所需的承载能力.当承受强震作用，竖缝剪力墙随着裂缝开展逐步降低自身抗侧刚度，达到与钢框架共同工作的目的，并通过混凝土的开裂消耗地震能量，从而提高整体结构耗能能力.从有限元分析中可以得出，随着水平荷载的增加，竖缝剪力墙中的裂缝增加、抗侧刚度下降，因此框架与剪力墙之间的剪力分配关系也会相应地发生变化.取结构分别承受水平荷载为600，1200,1800，2467.7kN时钢框架与竖缝剪力墙承担的水平剪力分配关系，如图11所示(图中A，B，C，D分别代表了水平荷载为600,1200,1800,2467.7kN)从图11中可得，在整个加载过程中，竖缝剪力墙的抗侧刚度缓慢下降，所分配到的剪力比重逐渐下降，图中A点竖缝剪力墙所占剪力比重为0.88，到D点比重下降为0.824.但对比图10a)与b)，可发现后者图中裂缝数量与变形要远远大于前者，所以整个加载过程中，墙体产生大量的细小裂缝并没有使得墙体的刚度明显下降，显示出SF-CSW结构具有柔性结构的特点.图11 钢框架与竖缝剪力墙剪力分配比Fig.11 Shear force distribution ratio of steel frame and silts-wall3 结论利用ANSYS程序对单层竖缝剪力墙以及三井物产总社大厦中的SF-CSW结构进行了单调加载的计算分析.以此为基础，分析了竖缝剪力墙结构在水平荷载作用下的裂缝开展规律、应力分布图以及框架剪力墙剪力分配比，得出以下结论：1) 竖缝剪力墙在加载过程中，首先在竖缝附近发生开裂，随水平荷载增加，裂缝数量增加，但主要分布在缝间墙上，实体墙部分的裂缝相对较少.在整个过程中，没有出现大的斜裂缝，而以细小裂缝为主，这主要由于竖缝剪力墙承担了由于自身开裂膨胀而产生的约束轴力.2) 从竖缝剪力墙应力图与裂缝图可以得出，由于竖缝的存在，剪力墙的变形以弯曲变形为主，缝间墙的变形类似于壁柱，因此竖缝剪力墙具有较好的延性和耗能能力.3) 加载过程中，竖缝剪力墙刚度下降缓慢，其承担的剪力占总剪力的比重无明显下降.表明墙体发生延性破坏，利于与钢框架共同工作，达到双重抗侧力结构体系的要求，适合在抗震区使用.参考文献[1] 中华人民共和国建设部. 高层民用建筑钢结构技术规程(JGJ 99-98)[S]. 北京:中国建筑工业出版社，1998.[2] 武藤清. 结构物动力设计[M]. 藤家禄，译.北京：中国建筑工业出版社，1984.[3] 廉晓飞，邹超英. 带竖缝混凝土剪力墙板在低周反复荷载作用下的工作性能研究 [J]. 哈尔滨建筑大学学报，1996，29(1)：31-36.Lian Xiaofei, Zou Chaoying. Test research on the working behavior of RC shear panels with vertical seams under low-cyclic loading[J]. Journal of Harbin University of Civil Engineering and Architecture,1996, 29(1): 31-36.(in Chinese)[4] 赵国藩. 高等钢筋混凝土结构学[M].北京：机械工业出版社，2005.[5] 左晓宝. 带竖缝钢筋混凝土剪力墙的抗侧刚度分析[J]. 力学与实践，2003，25(3)：46-48.Zuo Xiaobao. The drift stiffness analysis of the reinforced concrete shearwall with vertical seams[J]. Mechanics and Engineering, 2003, 25(3): 46-48. (in Chinese)[6] Tong X, Schultz A E, Hajjar J F, et al. Seismic behavior of composite steel frame-reinforced concrete infill wall structural system[R]. Minnesota: Department of Civil Engineering, University of Minnesota, Report No. ST-01-2, Minneapolis(MN). 2001.[7] 陈琴. 高强钢筋混凝土非线性力学模型研究[J]. 华东船舶工业学院学报：自然科学版，2005，19(5)：31-35.Chen Qin. Research on nonlinear mechanical model of high strength reinforced concrete[J]. 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钢管混凝土边框高强混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究
第28卷第2期2008年4月地 震 工 程 与 工 程 振 动J OURNAL OF EARTHQUAKE ENG I N EER ING AND E NG I NEER I NG V I BRAT IONV o.l 28N o .2A pr .2008收稿日期:2007-06-11; 修订日期:2007-09-28基金项目:国家自然科学基金项目(50678010);北京市属市管高校拔尖创新人才基金项目(05004311200501);北京市新世纪百千万人才基金项目(35004999200602);北京市自然科学基金项目(8072007)作者简介:王敏(1981-),女,博士研究生,主要从事工程抗震研究.E m ai:l w angm i n1981@e m ails .b j ut 文章编号:1000 1301(2008)02 0090 06钢管混凝土边框高强混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究王 敏1,2,曹万林1,2,张建伟1,王绍合3,曾 彬1(1.北京工业大学建筑工程学院,北京100022;2.城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室,北京100022;3.广州市住宅建筑设计院,北京100022)摘要:钢管混凝土边框组合剪力墙是一种新型组合剪力墙。
本文进行了2个1/4缩尺的高强混凝土剪力墙模型的低周反复荷载试验,模型1为普通钢筋混凝土剪力墙,模型2为钢管混凝土边框组合剪力墙。
在试验研究基础上,对比分析它们的承载力、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,计算结果与实测结果符合较好。
研究表明,钢管混凝土边框高强混凝土组合剪力墙与普通剪力墙相比抗震性能显著提高。
关键词:钢管混凝土;高强混凝土;组合剪力墙;抗震性能中图分类号:TU 375文献标志码:ASeism ic experim ental research on high strength concrete compositeshear wa ll w ith concrete filled steel tube columnsWANG M in 1,2,CAO W an li n 1,2,Z HANG Jianw e i 1,WANG Shaohe 3,ZENG B i n1(1.The Coll ege ofA rch itect u re and C i vil Engi n eeri ng ,B eiji ng U nivers it y of Technol ogy ,Beiji ng 100022,Ch i na ;2.K ey Lab ofUrb an S ecu ri ty and D is aster Engi n eeri ng ,M OE ,B eiji ng 100022,Ch i na ;3.The Insti tuteofR es i denti al Arc h itecture D es i gn ofGuangzhou ,B eiji ng 100022,Ch i na)Abst ract :C o mposite shear w allw it h concrete filled steel tube columns i s a ne w kind o f co m posite shear w al.l Ex peri m ental stud ies on t h e se is m ic behav i o r of t w o 1/4scale high strength concrete shear w a llm ode ls under lo w fre quency circle load are done .One m ode l is trad itional reinforced concrete shear wa l,l the o t h er is co m posite shear w a llw ith concrete filled stee l tube co l u m ns .Based on t h e experi m en,t load carrying capacity ,ductility ,stiffnessand its degradati o n ,hysteretic pr operty ,energy d issipati o n and failure pheno m ena o f each shear w a ll are contras ti v e l y analyzed .The for m ulas o f l o ad carry i n g capac ity are established .The results obta i n ed fro m the for mu las and t h ose fro m experi m ent are i n good agree m en.t The results sho w that the se is m ic behav ior o f h i g h strength concrete co m posite shear w allw ith concrete fill e d stee l t u be columns has been deve l o ped ev i d ently co m pared w ith the tradi ti o na l reinforced concrete shear w al.lK ey w ords :concrete filled steel tube ;high streng t h concrete ;co m posite shear w al;l seis m ic behav i o r引言剪力墙是高层建筑结构中的核心抗侧力部件,研制抗震性能好的剪力墙是建筑抗震设计的关键技术之一,近年来对于组合剪力墙的研究越来越多[1-6]。
带型钢边框混凝土剪力墙的抗震性能研究的开题报告
带型钢边框混凝土剪力墙的抗震性能研究的开题报告一、研究背景与意义钢筋混凝土结构是建筑结构中最常见的形式之一。
随着现代建筑技术的发展，建筑结构对抗震性能的要求越来越高。
传统钢筋混凝土结构在受到强烈地震作用时，往往出现破坏倾向，对人员和财产安全产生威胁。
而带型钢边框混凝土剪力墙是一种新型的结构形式，其在强震作用下能够有效地抵抗水平荷载，保证建筑结构的安全性和稳定性。
因此，对带型钢边框混凝土剪力墙的抗震性能进行深入研究，具有重要的现实意义和应用价值。
二、研究内容本文将重点研究带型钢边框混凝土剪力墙在地震作用下的抗震性能。
具体研究内容包括：1.分析带型钢边框混凝土剪力墙的结构特点和构造形式，总结其优点和不足之处；2.根据国内外相关文献和规范，建立带型钢边框混凝土剪力墙的地震荷载计算模型，并进行模拟分析；3.采用模拟地震荷载试验或计算分析的方法，研究带型钢边框混凝土剪力墙在强震作用下的受力变形规律和破坏机理，探究其抗震性能；4.进行参数分析，研究结构体系的不同参数对其抗震性能的影响，以期寻求一种优化的设计方案；5.进行比较分析，将带型钢边框混凝土剪力墙与传统的钢筋混凝土结构和其他新型结构形式进行比较，总结其优劣。
三、研究方法和技术路线本文将采用理论分析、数值模拟和试验研究相结合的方法，具体技术路线如下：1.通过文献梳理和档案调查，了解带型钢边框混凝土剪力墙在结构形式、设计理念、施工工艺等方面的最新进展和研究成果，为后续研究提供理论基础；2.在建立地震荷载计算模型的基础上，采用有限元分析软件，对带型钢边框混凝土剪力墙进行模拟分析，分析其在地震作用下的受力变形规律；3.结合模拟地震荷载试验或计算分析的方法，开展带型钢边框混凝土剪力墙的抗震性能试验或数值模拟，研究其破坏机理，探究其抗震性能；4.通过参数分析，寻找一种优化的设计方案，提高其抗震能力；5.对比分析带型钢边框混凝土剪力墙与其他常见的结构形式，总结其优点和不足之处，为后续研究提供参考。
《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优越的抗震能力，在高层建筑中得到广泛应用。
为了更好地理解其抗震性能，本文采用有限元分析方法，对M型钢-混凝土组合剪力墙的抗震性能进行深入研究。
二、M型钢-混凝土组合剪力墙概述M型钢-混凝土组合剪力墙是一种新型的建筑结构形式，其由M型钢和混凝土组成，具有较高的承载能力和良好的抗震性能。
M型钢的优良力学性能和混凝土的高强度使得这种结构形式在高层建筑中得到广泛应用。
三、有限元分析方法有限元分析方法是一种有效的工程分析手段，可以模拟复杂的物理现象。
在本文中，我们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分析，以研究其抗震性能。
四、模型建立与参数设置我们建立了M型钢-混凝土组合剪力墙的有限元模型，并设置了合理的参数。
模型中考虑了M型钢和混凝土的力学性能、连接方式、边界条件等因素。
同时，我们还设置了不同的地震波和地震烈度，以模拟不同的地震环境。
五、结果与分析1. 应力分布：在地震作用下，M型钢和混凝土均承受了较大的应力。
M型钢主要承受拉应力，而混凝土则主要承受压应力。
在剪力墙的拐角处和连接处，应力集中现象较为明显。
2. 变形情况：在地震作用下，M型钢-混凝土组合剪力墙发生了较大的变形。
变形主要集中在剪力墙的拐角处和连接处，但整体上剪力墙仍保持了较好的稳定性和承载能力。
3. 抗震性能：在不同地震波和地震烈度的作用下，M型钢-混凝土组合剪力墙均表现出了良好的抗震性能。
即使在强烈的地震作用下，剪力墙仍能保持较好的稳定性和承载能力。
六、结论通过有限元分析，我们得出以下结论：1. M型钢-混凝土组合剪力墙在地震作用下具有较好的应力分布和变形情况，整体上保持了较好的稳定性和承载能力。
2. M型钢和混凝土的优良力学性能使得这种剪力墙具有较好的抗震性能，尤其是在强烈的地震作用下仍能保持较好的稳定性。
钢板-混凝土剪力墙研究现状
钢板 外包 混凝土预制装配式剪 力墙 板 ， 是在钢板 剪力墙基 础
上 提 出 的一 种 用 于 高 层 建 筑 钢 结 构 的新 型 抗 侧 力 构 件 。 它 以 普
Ｃ ｌｏｎａ ａｉｒｉ大学 的 Ａ ｔ ｅ－ ｌ Ｚ ａ 等对钢框架填充单侧钢 通钢 板作 为基本支撑板 ， ｆ ｓ ｎｈＡｓ和 ｈｏ ａ 钢板上 、 分别与钢框架 中的梁相连 ， 下 两 板一混凝土组合剪力墙进行了研究… 。进行了两榀单侧钢板一 侧外包混凝土为钢 板提供 侧 向约束 ， １ 防止 钢板过早 屈 曲失稳 ， 同 混凝土剪力墙的滞回性能试验研究 ， 这种剪 力墙是将钢板 焊接 固 时混凝 土还起 到防火隔 热 的作 用。钢板 的存在 可 以让墙板 在混
中图分类号 ： ｌ９ ． Ｊ ８９ ３ 文献标识码 ： Ａ
Ｏ 引言
等对 双面压 型钢板 内填混凝 土 的剪力墙 在施 工荷 载和使 用阶段
轴压性能 以及抗 剪性能等进行 了一系列 钢骨混凝 土 ， 由型钢 、 是 钢筋 和混凝 土结合 成整体 的一 种结 荷 载作用下的力学 性能 、 研究【３。这种形式的组合墙板剪力墙是在钢框架中焊接两块 压 ２ｌ ， 构形 式。它既有钢筋混凝土造价低 ， 刚度大 ， 防火性能好 ， 施工方 型钢板并 内填混凝土 ， 同时在墙 板边缘用栓 钉加强连接 。研究 结 便的优点 ， 又有钢结 构抗震性 能好 ， 承载能力大 的优 点。 目前 ， 国 果表 明， 轴压承载 力受 到钢 板局 部屈 曲和混凝 土 截 面形状 的影 内外对型钢混凝土梁 、 、 柱 梁柱节点 的研究 和分析 已经 比较成熟 ， 响， 组合墙 的纵 向抗 弯刚 度有利 于结构 保持稳 定性 ， 防止 了早 并 而对钢骨混凝土剪 力墙 的研 究 ， 比如抗 震性 能 的研 究 ， 很少 见 还 期 的整体屈 曲发生 。钢 板 的屈 曲和钢与混 凝 土之间 的传力性 能 诸文献。本文 主要介绍 国外对 现浇 钢板一 混凝 土剪力墙 的结 构 对这种组合墙板剪 力墙 的力学性 能有很大影响 。 性能特点和抗 震性 能等方 面的研究 ， 由此可 以给我国 的钢 骨混凝 另外一种两片 钢板一 内嵌 混凝 土剪力墙 是在 两层钢 板 中间 土结构体系的研究 提供借鉴 。 内填 混凝 土 ， 并在钢板中设置竖 向加劲肋 。这种组合剪力墙具 有
《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发展，M型钢-混凝土组合剪力墙作为新型结构体系，因其具有优越的抗震性能和结构性能，在高层建筑、桥梁等大型建筑结构中得到了广泛应用。
本文将采用有限元分析方法，对M型钢-混凝土组合剪力墙的抗震性能进行深入研究，旨在为该结构体系的设计与优化提供理论依据。
二、M型钢-混凝土组合剪力墙结构特点M型钢-混凝土组合剪力墙是由钢筋混凝土墙体与M型钢组成，具有以下特点：1. 良好的抗震性能：M型钢的加入增强了结构的整体性和稳定性，使得结构在地震作用下具有较好的抗震性能。
2. 优越的结构性能：M型钢与混凝土共同作用，使得结构具有较高的承载能力和抗弯能力。
3. 施工方便：M型钢与混凝土可以同时浇筑，施工方便快捷。
三、有限元分析方法有限元分析方法是一种基于数学和物理原理的数值计算方法，通过将连续体离散化，将复杂的结构问题转化为简单的数学问题。
本文将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分析。
四、模型建立与参数设置1. 模型建立：根据实际工程情况，建立M型钢-混凝土组合剪力墙的三维有限元模型。
2. 参数设置：设定地震波、地震烈度、材料参数等，以便进行不同工况下的抗震性能分析。
五、结果分析1. 位移分析：通过有限元分析，得到M型钢-混凝土组合剪力墙在地震作用下的位移情况。
结果表明，该结构体系具有较好的位移控制能力，能够有效减少结构位移。
2. 应力分析：分析M型钢和混凝土的应力分布情况，结果表明，M型钢与混凝土共同作用，应力分布均匀，增强了结构的整体性和稳定性。
3. 耗能能力分析：通过能量耗散曲线和滞回曲线等数据，分析该结构体系的耗能能力。
结果表明，该结构体系具有良好的耗能能力，能够有效吸收地震能量。
4. 不同参数对抗震性能的影响：分析不同参数（如M型钢的截面尺寸、配筋率等）对结构抗震性能的影响。
结果表明，合理设置参数能够进一步提高结构的抗震性能。
钢管混凝土边框组合剪力墙性能研究综述
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。
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 ・ ．
钢框架—内藏钢板支撑剪力墙结构抗震性能研究的开题报告
钢框架—内藏钢板支撑剪力墙结构抗震性能研究的开题报告一、选题背景随着城市化进程的加速，高层建筑越来越多地出现在城市中心。
建筑的抗震性能是高层建筑设计中不可忽视的一个方面，其中钢框架-内藏钢板支撑剪力墙结构被广泛应用于高层建筑，因其具有结构可靠、施工便捷、经济性高等优点。
然而，该结构在承受强震作用时是否能够保证其安全性及剪力墙是否能够发挥减震隔震效果，仍需深入研究。
二、研究目的本次研究旨在探讨钢框架-内藏钢板支撑剪力墙结构在强震作用下的抗震性能，具体目的包括：1. 了解钢框架-内藏钢板支撑剪力墙结构的结构特点及设计原则。
2. 分析该结构在强震作用下的受力情况，求解结构受力性能参数。
3. 针对不同地震作用下的结构抗震性能，通过数值模拟或试验验证，探讨剪力墙对结构的减震隔震效果。
4. 提出结构抗震加固措施，提高结构抗震能力。
三、研究方法1. 理论研究：通过文献调阅和分析，了解钢框架-内藏钢板支撑剪力墙结构的设计原则及受力情况。
2. 数值模拟：采用现有的结构分析软件，对不同地震条件下的结构受力情况进行模拟。
3. 试验验证：设计试验模型并进行试验，验证模拟结果的可靠性。
四、研究内容及进度安排1. 钢框架-内藏钢板支撑剪力墙结构的结构特点及设计原则（4周）。
2. 结构受力情况的分析、参数求解及抗震性能评估（6周）。
3. 结构抗震性能的数值模拟与分析（8周）。
4. 设计试验模型并进行试验验证（12周）。
5. 研究结果的分析及结论总结（4周）五、预期成果1. 对钢框架-内藏钢板支撑剪力墙结构的结构特点及设计原则进行了较全面的介绍。
2. 分析了该结构在不同地震作用下的受力情况，求解出了结构受力性能参数，评估了结构抗震性能。
3. 运用现有的结构分析软件进行数值模拟，验证了结构的抗震性能。
4. 设计试验模型并进行试验验证，分析试验结果，提高结构抗震能力。
5. 对研究的结论及设计提出改进意见和建议。
刚性连接钢框架—内填钢筋混凝土剪力墙结构体系的滞回性能及抗震设计对策
刚性连接钢框架—内填钢筋混凝土剪力墙结构体系的滞回性能及抗震设计对策刚性连接钢框架—内填钢筋混凝土剪力墙结构体系的滞回性能及抗震设计对策随着现代建筑技术的发展，抗震设计在建筑结构中的重要性日益凸显。
刚性连接钢框架—内填钢筋混凝土剪力墙结构体系作为一种新型的结构形式，具有较好的抗震性能，在城市中得到广泛应用。
本文将探讨刚性连接钢框架—内填钢筋混凝土剪力墙结构体系的滞回性能及相应的抗震设计对策。
首先，我们来了解一下刚性连接钢框架—内填钢筋混凝土剪力墙结构的特点。
该结构体系由斜撑作为框架的纵向支撑，与内填的钢筋混凝土剪力墙相互协同工作，形成一种稳定的整体结构。
这种结构体系具有刚度较大、承载力强、延性好等特点，能够有效地承受地震力的作用。
接下来，我们将重点研究该结构体系的滞回性能。
滞回性能是评估结构在地震作用下耗能能力和恢复能力的指标。
该结构体系的结构滞回曲线呈现出明显的凹陷与弯曲，能够在地震中吸收较大的能量。
此外，内填钢筋混凝土剪力墙的存在使得结构的整体刚度较大，起到抵抗侧向地震力的作用，提高了结构的耗能性能和抗震能力。
然而，刚性连接钢框架—内填钢筋混凝土剪力墙结构体系在实际应用中仍存在一些问题。
首先是结构构造的复杂性，包括施工工艺的复杂性和细部连接的设计等方面。
其次是结构的刚度调整和滞回性能的统一性问题。
由于结构中不同部分的刚度差异较大，易导致结构在地震作用下出现不均匀的滞回曲线，进而影响结构的整体性能。
再次是梁柱节点的设计问题，梁柱节点是结构中最脆弱的部分，其设计应注重强度和延性的兼顾，以确保节点的抗震性能。
为了解决上述问题，我们提出了一些抗震设计对策。
首先，在结构设计中，应加强对细节连接的设计与施工监理，确保连接的可靠性和稳定性。
其次，应通过合理调整结构构件的刚度，提高结构的整体刚度一致性。
在设计节点时，要考虑节点的整体刚性及延性要求，采用合适的节点连接方式和增加连接钢筋的强度和延性，以提高节点的抗震性能。
钢板_混凝土组合剪力墙受剪性能试验研究_孙建超
改善剪力 墙抗 震性 能的 另一 种思 路是 采 用钢-混 凝土组合剪力 墙, 发挥 混凝 土与钢 两种 材料各 自的优 势, 文[ 3] ~ [ 5] 对侧面 有混 凝土薄 墙板的 钢板 剪力墙
进行了研究, 在 这些研 究中混 凝土 仅作为 对钢 板的加 强措施, 未考虑其对承载力的贡献, 同时试 验中轴压比 较小, 高宽比较大。为此通过 11 片高宽比 为 115、高轴 压比的钢板- 混凝土组合剪力墙受剪 性能的试 验研究, 考虑钢与混凝土 的共 同作用, 综合 比较墙 身钢 板与周 围型钢不同连接方式影响, 给出钢板- 混凝土组 合剪力 墙的受剪承载力设计计算公式和受剪截面 控制条件的 建议公式。 2 试验概况 211 试件参数
Experimental study on shear behavior of steel plate- concrete composite wall Sun Jianchao, Xu Peifu, Xiao Congzhen, Sun Huizhong, Wang Cuikun
预制钢筋混凝土剪力墙结构拟静力试验研究共3篇
预制钢筋混凝土剪力墙结构拟静力试验研究共3篇预制钢筋混凝土剪力墙结构拟静力试验研究1预制钢筋混凝土剪力墙是指通过在两层混凝土板之间设置钢筋网，在混凝土浇筑成型后组成具有均匀厚度和连续空间的墙体结构，能够在地震和风灾等自然灾害中发挥出优异的抗震性能。
为了评价预制钢筋混凝土剪力墙的抗震性能，本文参考了 ISRM 等世界知名学者的研究成果并开展了一系列的室内拟静力试验，分别分析了预制钢筋混凝土剪力墙在不同荷载下的变形、破坏模式和抗震性能。
1. 试验流程本次试验首先确定了试验模型的几何尺寸和材料参数，包括混凝土强度等级、钢筋规格、间距和数量等。
随后，根据设计要求制成了 9 个预制钢筋混凝土剪力墙试件，其中 3 个作为参照组（无预制钢筋），6 个加装预制钢筋。
试件在进行实验前需要进行初始状态的数据记录，如厚度、长度、钢筋直径及间距等。
试件设置好后，进行扭力荷载施加，在荷载达到一定值时实时记录试件的变形量和荷载值，直至试件破坏。
试验结束后，记录试件的破坏模式，并将试件外形、破坏面及横截面形态测量、分析和重构。
2. 试验结果分析试验结果显示，在相同试验条件下，加装预制钢筋的试件具有更高的承载能力和变形能力，且破坏模式更为平稳。
在荷载增加的过程中，无预制钢筋试件容易出现裂缝引起的本构曲线下滑，而加装预制钢筋的试件则能够有效地抑制裂缝的发展，使得本构曲线更为平稳。
此外，在无预制钢筋的试件中，初始裂缝的长度明显较小，而加装预制钢筋的试件则具有更为明显的塑性增长区，表现出更为优异的变形能力。
在试件破坏时，加装预制钢筋的试件破坏模式更为平稳和连续，无明显的剪切破坏点和破坏面，且预制钢筋的作用能够有效地吸收撕裂能量，降低了破坏发生时的能量释放。
3. 结论通过对预制钢筋混凝土剪力墙的拟静力试验研究，本文得到以下结论：（1）加装预制钢筋能够有效地提高预制钢筋混凝土剪力墙的抗震性能，具有更高的承载能力和变形能力；（2）在荷载增加的过程中，加装预制钢筋的试件的本构曲线变化更为平稳，有效抑制了裂缝的扩展；（3）预制钢筋的作用能够有效地吸收撕裂能量，降低了破坏发生时的能量释放。
钢管混凝土边框与剪力墙组合节点抗震性能试验研究的开题报告
钢管混凝土边框与剪力墙组合节点抗震性能试验研究的开题报告一、研究背景与意义随着人们对建筑结构安全性的日益重视，抗震性能成为建筑结构设计与施工的重要指标之一。
当前，钢管混凝土结构与剪力墙结构作为新型建筑结构类型，其在抗震性方面具有一定的优势。
其中，钢管混凝土结构具有强度高、韧性好、施工快、重量轻等优点；而剪力墙结构则能够有效地抵抗地震力的水平荷载。
因此，两种结构类型的组合应用，将能够更好地提高建筑结构的抗震性能。
在钢管混凝土边框与剪力墙组合结构中，节点处是两种结构类型的连接点。
钢管混凝土边框与剪力墙结构节点的抗震性能直接影响到整个建筑结构的抗震性能。
因此，研究钢管混凝土边框与剪力墙组合节点的抗震性能，是提高整个建筑结构抗震性能的重要途径之一。
二、研究目的和内容本文的研究目的是：通过试验研究的方法，探究钢管混凝土边框与剪力墙组合节点的抗震性能，以提高建筑结构的抗震性能。
本文的研究内容主要包括以下两个方面：1. 钢管混凝土边框与剪力墙组合节点的试验研究。
在试验室中搭建钢管混凝土边框与剪力墙组合结构，进行静力试验和动力试验，获取节点的受力性能和变形性能指标。
2. 基于试验结果的数值模拟分析。
通过有限元软件建模，模拟钢管混凝土边框与剪力墙组合节点的受力性能和变形性能，分析试验情况下的节点承载力、节点刚度和节点变形等性能参数。
三、研究方法和步骤本文的研究方法主要包括试验研究和数值模拟。
试验研究是本研究的主要手段，可以获取较为真实的节点受力和变形情况。
数值模拟则可以对试验结果进行进一步分析，获取节点的更多性能指标。
本文的研究步骤如下：1. 确定研究的钢管混凝土边框与剪力墙组合结构的构造方案，包括结构的尺寸、材料和截面型号等。
2. 搭建试验台架，进行钢管混凝土边框与剪力墙组合节点的试验研究。
试验方案包括静力试验和动力试验两个部分。
3. 分析试验结果，获取节点的受力性能和变形性能指标，包括节点承载力、节点刚度和节点变形等性能参数。
钢板混凝土剪力墙抗剪性能试验研究_纪晓东
1 试验概况
1. 1 试件设计 共设计了 5 个剪力墙试件，包括 2 个内嵌钢板混
凝土墙（ 试件 S1、S2） ，3 个外包钢板混凝土墙（ 试件 D1 ～ D3） 。试件为缩尺模型，墙截面尺寸根据加载装 置的能力确定，各试件的几何尺寸相同，如图 1 所示。 剪力墙试件 采 用 工 字 形 截 面，通 过 设 置 翼 墙 提 高 其 受弯承载力，使得试件最终破坏模式为剪切破坏，以
钢板混凝土剪力墙抗剪性能试验研究
纪晓东，贾翔夫，钱稼茹 （ 清华大学 土木工程安全与耐久教育部重点试验室，北京 100084）
摘要： 完成了 2 个内嵌钢板混凝土墙试件和 3 个外包钢板混凝土墙试件在恒定轴压力和往复剪切作用下的拟静力试验，用 以研究钢板混凝土剪力墙的抗剪性能。墙试件采用工字形截面，剪跨比为 1. 2，腹板墙截面含钢率约 6% 。试验结果表明： 试件腹板墙发生剪切破坏； 当设计轴压比由 0. 3 提高至 0. 6 时，试件的受剪承载力略有提高，极限位移角减小约 20% ； 在轴 压比相同和腹板墙含钢率相近的情况下，外包钢板混凝土墙的变形能力比内嵌钢板混凝土墙大约 20% ； 采用竖向加劲肋缀条拉结代替栓钉-对拉螺栓连接，外包钢板混凝土墙的受剪承载力差异不大，但变形能力显著增大。对国内外 46 个钢板 混凝土墙试验数据的分析表明，按中国规程 JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》计算得到的受剪承载力平均为试 验值的 78% ，计算公式偏于安全； 而美国规范 AISC 341-10 和欧洲规范 Eurocode 8 的计算公式仅考虑钢板的抗剪贡献，计算 值仅为试验值的 51% ，严重低估了钢板混凝土墙的受剪承载力。对大量剪力墙试验数据的分析表明，钢板混凝土墙的剪切 变形能力显著优于钢筋混凝土墙和钢骨混凝土墙。 关键词： 钢板混凝土剪力墙； 拟静力试验； 受剪承载力； 变形能力； 低损伤墙 中图分类号： TU398. 9 TU317. 1 文献标志码： A
预制钢筋混凝土剪力墙结构拟试验研究
预制钢筋混凝土剪力墙结构拟试验研究一、概述随着建筑行业的快速发展，预制钢筋混凝土剪力墙结构因其高效、环保、施工便捷等优点，逐渐在建筑领域得到广泛应用。
预制钢筋混凝土剪力墙结构作为一种重要的建筑结构形式，其抗震性能、承载能力以及施工效率对于建筑的安全性和经济性具有重要意义。
由于实际工程中结构受力复杂多变，传统的理论分析和数值模拟方法往往难以准确反映结构的真实受力状态。
通过拟试验研究方法对预制钢筋混凝土剪力墙结构进行深入研究，具有重要的理论价值和工程实际意义。
拟试验研究方法通过模拟实际结构的受力环境和边界条件，对结构进行加载和变形测试，从而获取结构在特定条件下的受力性能和变形规律。
这种方法能够较为真实地反映结构的实际受力状态，为工程设计和施工提供可靠依据。
同时，拟试验研究方法还可以有效弥补理论分析和数值模拟方法的不足，为结构性能评估和优化提供有力支持。
在预制钢筋混凝土剪力墙结构拟试验研究中，需要关注结构的受力特点、破坏模式、承载能力以及变形性能等方面。
通过合理设计试验方案，选择合适的加载方式和测试手段，可以全面、系统地研究预制钢筋混凝土剪力墙结构的性能表现。
对于试验数据的处理和分析也是拟试验研究中不可或缺的一环，通过对试验数据的深入挖掘和解析，可以进一步揭示结构的受力机理和性能规律。
预制钢筋混凝土剪力墙结构拟试验研究具有重要的理论价值和工程实际意义。
通过深入研究该结构的性能特点和受力规律，可以为工程设计和施工提供有力支持，推动建筑行业的技术进步和发展。
1. 预制钢筋混凝土剪力墙结构概述预制钢筋混凝土剪力墙结构作为现代建筑结构体系中的重要组成部分，具有结构稳定、施工高效、环保节能等显著优点。
本节将概述预制钢筋混凝土剪力墙结构的基本概念、结构特点以及应用领域，为后续拟试验研究的开展提供理论基础。
预制钢筋混凝土剪力墙结构是指在工厂中预先制作好的钢筋混凝土墙板，通过现场吊装和连接，形成具有整体稳定性的建筑结构体系。
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赵 伟 ， 童根 树 。 ， 周 观根 。 ， 吴 冲
（ １ ． 同济 大 学 土木 ． ７ － 程学院 ， 上海 ２ ０ ０ ０ ９ ２ ； ２ ． 浙 江 大 学 建 筑 工 程 学院 ， 杭州 ３ １ ０ ０ ２ ７ ； ３ ． 浙 江 东 南 网架 股 份 有 限公 司 ， 杭州 ３ １ １ ２ ０ ９ ； ４ ． 浙 江 交通 职 业 技 术 学院 ， 杭州 ３ １ １ １ １ ２ ）
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刚度 退化 、 变形及 延性 等 ， 并对 钢框 架 内填预 制混 凝土 剪 力墙 体 系与现 浇混 凝 土 剪力墙 体 系和 带 竖
缝混 凝 土剪 力墙 体 系进 行 对 比。研 究结 果表 明 ： 抗 剪 连接 件 （ Ｕ形筋） 在 梁柱 节 点上 下 耳板 的 帮 助
下 未发 生破 坏 ， 耳 板连接 装 置具 有 可靠 的工作 性 能 ； 合 理设计 的 钢框 架 内填 预 制钢 筋 混凝 土剪 力墙
摘 要 ： 为 改进 钢 框 架 内填 预制 钢 筋混凝 土 剪 力墙 的抗 震性 能 ， 将耳 板 装置 引入 钢 框 架 与 内填 墙 的 连接 中。通过 ２个 ２层单跨 钢框 架 内填预 制 钢 筋 混 凝 土剪 力 墙 １ ／ ３模 型试 件 的循 环荷 载 试验 ， 考 察耳 板连 接装 置 的 可靠性 和 内填墙 裂 缝 的 开展 与 结 构 变 形 能 力 ， 分 析 结构 的破 坏机 理 、 滞 回性 能 、
第 ３ ５卷 第 １ 期
２ Ｏ １ ３年 ２ 月
土ｃ 木 建 筑 与 环 境 工 程 Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｃｉ ｖ ｉ ｌ ．Ａｒ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ＆ Ｅｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
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（ １ ．Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｃｉ ｖ ｉ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｔｏ ｎ ｇ ｊ ｉ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ０ ９ ２，Ｐ ． Ｒ．Ｃｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｃｉ ｖ ｉ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｚｈ ｅ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｈａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ３ １ ０ ０ ２ ７ ，Ｐ ． Ｒ．Ｃｈ ｉ ｎ ａ ； ３ ．Ｚｈ ｅ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ Ｓ ｐ ａ ｃ ｅ Ｆｒ ａ ｍｅ Ｃｏ ．，Ｌｔ ｄ ． ，Ｈａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ３ １ １ ２ ０ ９，Ｐ．Ｒ．Ｃｈ ｉ ｎ ａ ； ４ ． Ｚ ｈ ｅ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｃｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ，Ｈａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ３ １ １ １ １ ２，Ｐ ． Ｒ．Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
Ｖ ０ １ ． ３ ５ Ｎ ｏ ． １
Ｆｅ ｂ． ２ Ｏ１ ３
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ４ — ４ ７ ６ ４ ． ２ ０ １ ３ ． ０ １ ． ０ １ １
钢 框 架 内填 预 制 钢 筋 混凝 土 剪 力墙 试 验 研 究
结 构 具 有 良好 的 延 性 。
关键 词 ： 预 制 剪力墙 ； 钢框架； 滞 回性 能 ； 试 验研 究 中 图分类 号 ： ＴＵ３ ７ ５ ． ４ 文 献标 志码 ： 文章 编号 ： １ ６ ７ ４ — ４ ７ ６ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ０ ６ ３ ～ ０ ７