防屈曲钢板剪力墙滞回性能理论与试验研究
【国家自然科学基金】_墙板_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140730
序号科研热词推荐指数序号科研热词1钢板剪力墙31防屈曲支撑2密肋复合墙体32组合钢板墙3钢框架23滞回性能4等效拉杆模型24抗震性能5石膏墙板25弹塑性时程分析6灌芯混凝土26密肋壁板结构7广义hill屈服准则27复合剪力墙板8地表变形28塑性铰9rve模型29地震反应10高宽比110刚架-等效斜撑模型11高厚比111高强混凝土12防屈曲支撑墙板112高层住宅13调查实测113非线性14试验研究114防屈曲15耗能115长板式大模板16统计分析116钢板剪力墙17简化计算117连接方式18等效简化方法118轴心受压承载力19破坏路径119裂缝发展规律20破坏模式120聚苯板21滞回性能121耦合性能22滞回122耗能23温度应力123综述24混凝土石膏复合墙板124纤维石膏板25混凝土灌芯纤维石膏墙板125等效弹性常数26极限承载力126破坏路径27极限承栽力127破坏模式28材料强度128滞回曲线29有限元分析129混凝土芯柱30有效宽度墙板130有限元分析31无黏结内藏钢板支撑剪力墙131有限元32数值模拟132无黏结内藏钢板支撑剪力墙33抗震性能133数值模拟34底梁134改造35局部弯曲破坏135接触36宏模型136振动台试验37复合墙板137拟静力试验38填充墙138拉力场39地震反应139抗侧力体系40受力性能140弯曲型破坏41压弯承载力141开缝42压弯剪复合受力性能142延性43协同工作143屈曲后性能44动力特性144局部弯曲破坏45几何参数145密肋复合墙体46冲切破坏146复合墙板结构47内嵌墙板147复合墙板48侧向加载模式148叠合板式剪力墙49satwe软件149变刚度50sap计算150受力机理51pushover分析151反复荷载作用52link单元152压弯承载力2008年2009年53单斜无黏结内藏钢板支撑剪力54力学性能55剪力墙结构56剪切型破坏57冲剪58冲切破坏59内浇外挂60修正的双向多斜杆模型61保温隔热62低标准住宅63低周反复荷载试验64中保温墙板65pushover分析66hill屈服准则
钢板-混凝土剪力墙研究现状
第34卷第21期 ・56・ 2 0 0 8年7月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHITECrURI Vo1.34 No.21 Ju1.20o8
文章编号:1009.6825(20o8)21.0056.02
钢板一混凝土剪力墙研究现状
冯战坤 薛治平
摘要:针对目前国内对钢板一混凝土剪力墙结构体系研究较少的现状,总结了国外的研究成果及在工程中的应用,分
析了钢板一混凝土剪力墙的结构特点和抗震性能特点,阐述了国内该剪力墙的发展前景。
关键词:钢板,混凝土,剪力墙,抗震性能
中图分类号: lJ398.9 文献标识码:A
O引言
钢骨混凝土,是由型钢、钢筋和混凝土结合成整体的一种结
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
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
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,
而对钢骨混凝土剪力墙的研究,比如抗震性能的研究,还很少见 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
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 土结构体系的研究提供借鉴。
1 结构形式与分类
钢筋混凝土剪力墙和钢板剪力墙都有各自的优点和缺点,将
二者进行合理的优势组合即形成了钢板—混凝土剪力墙。根据
混凝土墙板和钢板的组合位置以及钢板数量的不同,钢板一混凝
土剪力墙主要包括下面几类。
1.1 单侧钢板一混凝土剪力墙
单侧钢板一混凝土剪力墙是将钢板焊接固定在工字钢框架
内,再用栓钉将钢板和混凝土墙板锚接。相对于钢筋混凝土剪力
墙,单侧钢板一混凝土剪力墙具有厚度小、自重轻,在高层建筑中
可以有效增大建筑使用面积的优点。墙中钢板的存在可以使结
构具有很好的耗能能力,而混凝土墙板可以限制钢板局部屈曲;
同时这种形式的剪力墙可以采用预制的混凝土墙板,具有施工速
度快、安装方便的优点。这种剪力墙已经应用在抗震地区。 California大学的Astaneh-Asl和Zhao等对钢框架填充单侧钢
腹板双角钢连接框架-钢板剪力墙体结构滞回性能有限元分析
科研开发
腹板双角钢连接框架一钢板剪力墙体
结构滞回性能有限元分析*
陈 军郝际平 (西安建筑科技大学土木工程学院,西安 710055)
摘 要:为系统研究双腹板角钢连接框架一钢板剪力墙结构的抗震性能,根据低周往复荷栽作用下的试验研究结 果,采用ANSYS有限元分析软件进行循环荷载下滞回性能的有限元模拟,对比分析滞回曲线、骨架曲线、水平刚度 及破坏模式的影响规律,结果表明有限元模拟结果与试验结果吻合较好。该研究成果可为进一步深入研究及工程 设计与应用提供理论参考和技术储备。 关键词:半刚性连接钢框架;钢板剪力墙;有限元法}滞回性能;破坏模式
NUMERICAL SIMULATIoN oF STEEL FRAME WITH DoUBLE WEB—ANGLE CoNNECTIoN—STEEL PLATE SHEAR WALL STRUCTURE UNDER CYCLIC LOADING
Chen Jun Hao Jiping (Civil Engineering College,Xi’an University of Architecture and Technology,Xi’an 710055,China)
ABSTRACT:In order to study the seismic performance of steel frame with double web angle partial rigidity connection—steel plate shear wal1.FE software was adopted and the specimen in test was selected as the SU1)ject ror further analysis under cyclic loading.The relevant performances such as hysteretic curve,backbone curve,lateral stiffness and failure mode were compared with those of the test,the results showed that FE simulated results agreed well with those of the test.The research achievements provide the basis for further investigation and engineering design and practice. KEY WORDS:semi rigid connected stee1 frame;steel plate shear wall;finite element method;hysteretic behavior;failure mode
钢板剪力墙简化分析模型研究
钢板剪力墙简化分析模型研究
赵秋红;郝博超;李楠
【摘 要】Steel plate shear wall (SPSW) is a new type of lateral load-resisting system suitable for the seismic resistance of high-rise and super
high-rise buildings in high seismic zones.Under strong earthquake
effects,the wall panels of SPSWs will undergo large out-of-plane
deformation and form a series of diagonal tension zones,which will resist
the lateral load after yielding and enter the plastic zone,making this a
typical 2D nonlinear plate problem.Since the detailed 2D model of the wall
panel is difficult to analyze and time-consuming,it is necessary to adopt a
reasonable simplified analytical model for the wall panel,in order to meet
the requirements of both efficiency and accuracy during the design
process.In this paper,various simplified analytical models for SPSWs
proposed in recent years by scholars around the world were listed and
钢板夹心混凝土组合剪力墙试验研究
第36卷第1期 2014年2月 工程抗震与加固改造 Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting Vo1.36.No 1 Feb.2O14
[文章编号] 1002—8412(2014 J01 040—08 DOI:10.3969/j.issn.1002—8412.2014.O1.007
钢板夹心混凝土组合剪力墙试验研究
程卫红 ,田春雨 ,王翠坤 ,杨晓蒙 ,孑J、运轮 (1.中国建筑科学研究院,北京100013;2.建筑安全与环境国家 重点实验室,北京100013;3.中核能源科技有限公司,北京100193)
[提 要] 本文完成了8片钢板夹心混凝土组合剪力墙面内抗震性能试验,研究了钢板夹心混凝土组合剪力墙的承载力、抗 震性能及破坏模式,以及剪跨比、含钢率和栓钉间距对其性能的影响。研究表明,剪跨比1.0~1.5的所有试件破坏形态均为 压弯破坏;试件滞回曲线比较饱满,极限位移角大于或接近1/100,试件的耗能能力及变形能力均较强;剪跨比小于1.5时,钢 板的抗剪能力发挥充分,试件的变形能力较好;含钢率越大,抗侧承载力越高,变形能力相对强;在试验所采用的栓钉间距范 围内,栓钉间距对试件承载力、变形、延性性能影响均不明显。基于叠加原理提出了钢板夹心混凝土剪力墙压弯承载力的建 议公式,该公式与试验结果吻合较好,并具有适当的安全度。 [关键词] 钢板夹心混凝土;组合剪力墙;抗震性能;抗侧承载力;延性
[中图分类号]TU398 .2 [文献标识码] A
Experimental Study of Steel-concrete-steel Sandwich Composite Shear Walls
Cheng Wei—hong ,Tian Chun—yu 一,Wang Cui.kun ,Yang Xiao.meng ,Sun run.1un (1.Chin口Academy Ⅱ删 Research,Beijing 100013,China;2.State Key Laboratory of Building Safety and Built Environment,Beijing 100013,China;3. Chinergy Co.,Ltd.,Be ng 100193,China)
钢框架-开洞钢板剪力墙性能分析
第l1卷第28期2011年10月 1671—1815(2011)28・7008—03 科学技术与工程 Science Technology and En ̄neefing Vo1.11 No.28 Oct.20ll @2011 Sci.Tech.Engrg.
钢框架-开洞钢板剪力墙性能分析
郝进锋 贾欢欢 肖春荣
(东北石油大学土木建筑工程学院 ,大庆163318;大庆油田有限公司路桥公司 ,大庆163453)
摘要 钢板剪力墙是一种新型的抗侧力体系,可以满足高层的抗侧力要求。随着人们使用功能的需求提高,又在钢板剪力 墙的基础上形成了另一种体系,即钢框架一开洞钢板剪力墙。对其进行结构性能的研究具有一定的必要性。主要针对非加劲 开洞钢板剪力墙进行弹性屈曲性能的有限元分析,用有限元软件ANSYS对钢框架.开洞钢板剪力墙进行了模拟。得出了高厚 比A和宽高比 对弹性屈曲的影响。 关键词钢板剪力墙 开洞 屈曲模态
中图法分类号TU392.4; 文献标志码A
钢板剪力墙作为一种新型的抗侧力构件具有
较高的初始刚度和承载力。经过以往的大量实验
研究和理论分析,得到的结果显示它具有稳定的
滞回性能以及良好的延性和耗能能力。因此,近
30年来,日本和北美等一些国家大量的应用了此
体系。钢板剪力墙在国内也受到越来越多的关
注,并取得了一定的进展 j。目前主要以非加劲
钢板墙、十字加劲和交叉加劲钢板墙、开缝钢板墙
等为研究对象,以试验研究和理论分析相结合的
研究方法。随着经济的发展,对高层的需求更加
迫切,而钢结构就成了高层的最佳选择。在钢结
构住宅中,为了方便门窗等洞口的开设,故特此提
出了开洞钢板墙以更好的满足使用功能的要求。
目前国内外关于开洞钢板墙的试验资料很少,因
此本文就非加劲开洞钢板墙的高厚比影响进行弹
性屈曲的研究。
1计算模型的建立 H300 X 150 x 6.5 X 9,框架高3 000 mm,宽3 000
盖板加强斜加劲钢板剪力墙受力性能
盖板加强斜加劲钢板剪力墙受力性能
郑宏;张敏;王嘉政;王威
【摘 要】提出一种新型抗侧力体系——盖板加强斜加劲钢板剪力墙,运用有限元软件ANSYS15.0对斜加劲钢板剪力墙(DSW)、单侧盖板加强斜加劲钢板剪力墙(CSW-1)、双侧盖板加强斜加劲钢板剪力墙(CSW-2)结构进行单调加载、循环加载以及屈曲荷载研究,得到结构的荷载-位移曲线、滞回曲线、耗能能力、骨架曲线、屈曲系数、屈曲荷载等,对比分析了加强盖板斜加劲钢板剪力墙结构的受力性能.结果表明:单调加载条件下,加强盖板的存在提高了斜加劲钢板剪力墙的承载力和初始刚度,且双侧加强比单侧加强更优;循环加载条件下,加强盖板使得盖板加强斜加劲钢板剪力墙的滞回曲线更加饱满,刚度退化更缓慢,表现出良好的延性,且双侧盖板加强效果比单侧加强效果明显;斜加劲肋对内填钢板的平面外变形约束明显,盖板对加劲肋的平面外约束明显,可以在较小的用钢量下获得较大的弹性屈曲荷载增幅,是十分有效的加强方式,综合考虑加劲肋与加强盖板对结构弹性屈曲荷载的影响,建议肋板刚度比取30,盖板相似比取0.5.
【期刊名称】《建筑科学与工程学报》
【年(卷),期】2019(036)002
【总页数】8页(P48-55)
【关键词】盖板加强斜加劲钢板剪力墙;初始刚度;滞回曲线;骨架曲线;屈曲荷载
【作 者】郑宏;张敏;王嘉政;王威 【作者单位】长安大学建筑工程学院,陕西西安710061;长安大学建筑工程学院,陕西西安710061;长安大学建筑工程学院,陕西西安710061;长安大学建筑工程学院,陕西西安710061
【正文语种】中 文
【中图分类】TU398.2
0 引 言
钢板剪力墙是20世纪70年代发展起来的一种新型抗侧力体系,是一种非常适合作为高烈度地震区结构的抗侧力构件[1-3]。目前国内外对该体系的研究表明[4-8],钢板剪力墙屈曲后形成的拉力带能够继续为结构提供侧向承载力,使结构具有较好的延性和较强的侧向刚度,表现出优良的耗能性能,且利用钢板剪力墙屈曲后强度可以降低钢材用量,提高经济效益。由于钢板剪力墙屈曲承载力小,过早的屈曲会造成严重的平面外变形,并伴随巨大的响声,影响建筑的舒适度和使用功能。对此,陈国栋等[9-11]、郭彦林等[12]、曹春华[13]相继提出了加劲钢板剪力墙结构,研究表明加劲肋的设置可以改善内填钢板的实际受力状态,提高墙体的初始刚度和承载力,削弱内填钢板剪力墙的拉力场效应,减缓滞回曲线的“捏缩”效应,减小其面外变形,相比非加劲钢板剪力墙而言具有更优的抗震性能。斜加劲钢板剪力墙结构承载力与抗侧刚度优于十字加劲钢板剪力墙结构,但斜加劲肋在抑制内填钢板拉力带形成的同时受力复杂,且多数加劲肋高厚比较小,在试验中多出现扭转失稳现象,破坏严重。
屈曲约束支撑的研究现状及其应用_李俞谕2007
IndustrialConstructionVol.37,Supplement,2007工业建筑2007年第37卷增刊屈曲约束支撑的研究现状及其应用
李俞谕肖岩(湖南大学土木学院长沙410082)
摘要:近几年来,在日本、美国、加拿大等国家,屈曲约束支撑因其优良的耗能性能、方便的施工工艺以及较好的经济性受到学术界和工程界的认同,而我国在该方面的研究还处于起步阶段。为此介绍了屈曲约束支撑的特点、研究应用背景和现状。关键词:屈曲约束支撑滞回性能研究现状工程应用
RESEARCHESONBUCKLINGRESTRAINEDBRACESAND
THEIRAPPLICATIONSTOSTRUCTURES
LiYuyuXiaoYan(CollegeofCivilEngineering,HunanUniversityChangsha410082)
Abstract:Recently,inJapan,AmericaandCanadaetc.,BucklingRestrainedBracesareacceptedbyengineersandresearchers,withpreferablehystereticbehavior,convenientconstructioncraftworkandbettereconomy,however,theresearchesarestillunderthewayinmycountry.Thepaperintroducesthecharacteristic,theresearchbackgroundandstatusinquoofbucklingrestrainedbraces.Keywords:BucklingRestrainedBraceshystereticbehaviorstatusinquoofresearchengineeringapplication
RC框架-两边连接钢板剪力墙结构研究综述
RC框架-两边连接钢板剪力墙结构研究综述
摘要:钢板剪力墙是一种新型的抗侧力和消能减震构件,两边连接钢板剪力墙是内嵌钢板剪力墙只与框架梁相连,它可以减少钢板对框架柱产生的附加弯矩和轴力的影响,从而避免框架柱过早发生破坏。本文叙述了两边连接钢板剪力墙结构的研究现状,RC框架-两边连接钢板剪力墙结构在抗震设计的不足。
关键词:RC框架;两边连接钢板剪力墙;抗震设计
一、引言
在我国近几十年来,发生了几次大地震:唐山地震,汶川地震等。在国外也频繁发生地震:日本地震,尼泊尔地震等。地震会造成人员伤亡和财产损失,还会引起严重的次生灾害。发展新型高性能结构体系提高建筑结构的抗倒塌性能和震后可恢复性,已经成学术界和工程界的热点研究问题。我国RC框架结构在房屋建筑结构中仍占据主流地位。由于RC框架结构抗侧刚度相对较低,其在强震作用下易产生较大的侧向变形和残余变形,容易引起结构较大的损伤甚至倒塌以及震后修复带来了巨大的困难。两边连接钢板剪力墙是一种新型的抗侧力和消能减震构件,具有自重轻、承载力高、延性好、耗能能力强等优点。将两边连接钢板剪力墙应用于RC框架结构,形成RC框架-两边连接钢板剪力墙结构体系,可明显改善结构的抗震性能,且在材料成本、建造和全寿命周期维护方面具有可观的经济效益,目前已成为新建结构中最具吸引力的结构形式之一。
二、RC框架-两边连接钢板剪力墙
钢板剪力墙是由框架结构和内嵌钢板组成的一种抗侧力结构体系,具有优良的抗震性能。钢板剪力墙具有自重轻、承载力高、延性好、耗能能力强、滞回环稳定等优点,适用于高层建筑结构体系。钢板剪力墙按照它与边缘构件的连接方式可分为两边连接钢板剪力墙和四边连接钢板剪力墙。两边连接钢板剪力墙的承载力和刚度没有四边连接钢板剪力墙好,但仍具有良好的抗震性能并且两边连接钢板剪力墙减少了钢板对框架柱产生的附加弯矩和轴力的影响,避免框架柱过早发生破坏。由于两边连接钢板剪力墙不与框架柱连接,在设计的过程中布置灵活以及便于门窗洞口的开设。张素梅等采用有限元程序对两边连接钢板剪力墙与钢板组合剪力墙进行数值模拟分析。研究了不同高厚比下钢板剪力墙的抗剪静力性能的区别,分析了两种剪力墙的受力机理和破坏模式。研究结果表明高厚比是影响两边连接钢板剪力墙抗剪静力性能的主要因素;高厚比较大的剪力墙所需要的能够完全限制钢板出平面方向位移的混凝土板厚度较小;预制混凝土板的存在改变了剪力墙钢板的受力模式,对薄钢板剪力墙尤为明显,钢板由拉力带承担水平荷载改变为截面受剪承担水平荷载。马欣伯等对两边连接钢板剪力墙在往复荷载作用下进行了试验,研究了其滞回特征和耗能能力。结果表明两边连接剪力墙具有较高的初始刚度和承载力,受荷后期沿对角线形成拉力带,利用屈曲后性能承担荷载并耗能,具有稳定的耗能能力。采用有限元分析方法研究了钢板高厚比和跨高比对骨架曲线的影响,提出了便于应用的骨架曲线简化模型和计算方法。接着他又分别对两边连接钢板剪力墙,开缝钢板剪力墙和钢板混凝土组合剪力墙进行了弹性屈曲分析,研究了上述三类剪力墙的抗震性能和受力机理,并提出了方便工程设计和应用简化设计计算方法和设计建议。李然等采用有限元软件对侧边理想加劲的两边连接钢板剪力墙进行滞回分析,研究了加劲肋对两边连接钢板剪力墙受力模式、承载能力和耗能能力的影响。分析结果表明,理想加劲情况下拉力带较易产生,也因此提高了承载能力和耗能能力。随高厚比增大,加劲肋的影响相对增大;而随跨高比增大,加劲肋的影响趋于减小。王先铁,杨航东等对方钢管混凝土框架-两边连接薄钢板剪力墙双重抗侧力体系进行了力学性能的研究,根据两边连接钢板剪力墙在侧向力作用下的受力特点,提出了中梁端剪力计算公式和钢板墙开洞处中梁腹板厚度设计建议公式。李国强等通过有限元方法和理论分析对两边连接屈曲约束钢板剪力墙的受力机理和传力规律进行了研究。研究表明:屈曲约束钢板剪力墙的抗震性能优于矩形和工字形钢板剪力墙,并提出了两边连接屈曲约束钢板剪力墙等效支撑模型以及屈曲约束钢板剪力墙的刚度和承载力计算公式。郝际平,边浩等对半刚性框架两边连接防屈曲钢板剪力墙结构进行了抗震性能试验研究。研究结果表明,半刚性框架和钢板剪力墙能够良好协同工作,具有优越的耗能能力。吴兆旗等通过理论分析和有限元分析,发现两边连接钢板剪力墙边缘设置端柱可以提高其受力性能,并提出了保证内嵌钢板形成完全剪应力场的端柱截面积要求。戎芹等通过有限元软件建立分析模型,对钢管混凝土框架-两边连接钢板组合剪力墙的结构反应修正系数进行了分析。提出了结构反应修正系数和位移放大系数的平均值,为基于性能的双重抗侧力结构体系的设计提供参考。赵秋红,邱静等通过有限元软件对两边连接波纹钢板剪力墙的抗侧机理进行了分析。研究结果表明两边连接波纹钢板剪力墙具有良好的抗震性能,竖向波纹比横向波纹更适合两边连接形式;设置板边约束构件能够提高两边连接波纹钢板剪力墙的抗震性能。张增德建立了钢板剪力墙装配式钢管混凝土框架的非线性分析模型,通过试验结果验证计算模型的准确性,为该结构体系的理论分析提供基础。文章研究结果将有助于钢板剪力墙装配式钢管混凝土框架结构的应用和推广。
防屈曲耗能钢板剪力墙
防屈曲耗能钢板剪力墙
在现代建筑结构设计中,安全性和稳定性始终是首要考虑的因素。为了应对地震、强风等自然灾害以及各种复杂的荷载作用,工程师们不断探索和创新,研发出了一系列高性能的结构构件,其中防屈曲耗能钢板剪力墙就是一项重要的创新成果。
那么,什么是防屈曲耗能钢板剪力墙呢?简单来说,它是一种能够有效抵抗水平荷载,同时通过自身的变形来消耗能量的结构构件。
传统的钢板剪力墙在受到较大水平力作用时,钢板容易发生局部屈曲,从而影响其承载能力和耗能性能。而防屈曲耗能钢板剪力墙通过在钢板两侧设置约束构件,有效地限制了钢板的屈曲,从而大大提高了其承载能力和耗能能力。
防屈曲耗能钢板剪力墙的工作原理可以这样理解。当水平荷载作用于建筑物时,剪力墙会承受并传递这些荷载。在这个过程中,钢板会发生变形,而这种变形能够将输入的能量转化为热能等形式进行消耗。由于有了防屈曲的约束,钢板能够在更大的变形范围内工作,从而消耗更多的能量,减轻主体结构的损伤。
这种结构构件具有许多显著的优点。首先,它能够提供较大的抗侧刚度,增强建筑物在水平方向上的稳定性。这对于高层建筑和对抗震要求较高的建筑来说至关重要。其次,其良好的耗能能力可以有效地减轻地震等灾害对建筑物的破坏,保护人员和财产的安全。再者,防屈曲耗能钢板剪力墙的施工相对较为简便,可以在一定程度上缩短工期,降低工程成本。
在实际应用中,防屈曲耗能钢板剪力墙需要根据具体的建筑结构和设计要求进行合理的布置。一般来说,它可以布置在建筑物的核心筒、框架结构的周边等位置,以形成有效的抗侧力体系。同时,在设计过程中,还需要考虑钢板的厚度、约束构件的形式和参数等因素,以确保剪力墙能够发挥最佳的性能。
为了更好地了解防屈曲耗能钢板剪力墙的性能,科研人员进行了大量的试验研究。通过模拟地震作用等加载条件,对不同参数的剪力墙进行测试,获取其承载能力、变形能力、耗能能力等关键数据。这些试验研究为工程设计提供了重要的依据,使得防屈曲耗能钢板剪力墙在实际工程中的应用更加科学、合理。
