钢筋混凝土剪力墙结构基于位移的抗震设计方法研究.

第十八届全困高层建筑结构学术会议论文年 （） 竺 叠 企 彳 【。 一 （） 喜 图 曲线与需求曲线的几种情况 结论 综上所述，本文方法具有以下特点： （）剪力墙结构的塑性铰出现在墙脚处，以结构底层下端截面达到屈服曲率为依据来 确定目标侧移曲线，反映了结构是在控制截面出首先达到某一极限状态的客观情况。 ）确定初始侧移曲线时假定剪力墙结构为等截面弯曲悬臂杆件，不能反映结构的实 际情况，用分析结果中剪力墙下端截面的曲率刚达到屈服曲率时的侧移曲线进行 修正，反映了实际结构刚度沿高度的变化情况，收敛较快。 （）本文方法，不仅能对剪力墙结构在小震和大震情况下的性能进行控制，而且也能 控制结构在中震时的性能。 参考文献 【】建筑抗震设计规范（ ）北京：中国建筑工业出版社， 【】 。 ， ；： 【】罗文斌，钱稼茹钢筋混凝土框架结构基于位移的抗震设计土木工程学报，（） 【 ， ， 【】 ， ，；： 【】 ， ，；： 【】 可 ，；： 【】梁兴文，黄雅捷钢筋混凝土框架结构基于位移的抗震设计方法研究（待发表） 【】 ， ，； ： 钢筋混凝土剪力墙结构基于位移的抗震设计方法研究 作者： 作者单位： 梁兴文， 邓明科， 李晓文， 李方圆 西安建筑科技大学,西安,710055 相似文献(9条 1.学位论文 沈萍 钢筋混凝土错列剪力墙结构的试验研究与理论分析 2007 近年来，高层建筑越建越高，越建越大，其建筑功能向着体型复杂、功能多样化的综合方向发展，传统的抗侧力结构体系已不能满足现代高层建筑发展的需要，寻求新的结构体系成为现代高层建筑结构形式的热点之一；错列剪力墙结构体系是一种新型抗侧力结构，也是一种复杂的转换层结构。目前国内外学者对错列剪力墙结构的空间工作机理、受力特性、内力计算方法等方面进行了一些探索，但对错列剪力墙结构抗震性能的 试验研究还未见报道，需要进行全面的试验研究和理论分析。 采用ANSYS8.1分析了错列剪力墙结构的工作机理以及墙板的受力机理；提出了四种错列剪力墙结构墙板布置类型，采用ANSYS8.1对不同类型的错列剪力墙结构在侧向荷载下的性能进行了分析，得出了错列剪力墙结构由于墙板的错列布置而导致墙板中各构件内力重分布的规律。分析表明：与传统框架剪力墙结构相比，错列剪力墙结构的侧向刚度分布更均匀，剪力 墙底部弯矩大大减小，梁存在较大的轴向拉力或轴向压力，底部柱固端弯矩增大。 通过3榀错列剪力墙结构模型和1榀传统框架剪力墙结构模型在低周反复荷载作用下的对比试验，对错列剪力墙结构的破坏形态以及滞回特性、耗能能力、刚度退化、位移延性等抗震性能进行了对比分析。试验结果表明：与传统框架剪力墙结构相比，在低周反复荷载作用下，错列剪力墙结构抵抗侧向水平力的能力提高了，错列剪力墙结构的 初时刚度大；错列剪力墙结构的位移延性、耗能能力比传统框架剪力墙结构的稍差一些，只要墙板的布置合理和构造措施恰当，错列剪力墙结构仍具有延性较好，能够满足工程抗震的要求。 在试验研究和理论分析的基础上，较为系统地提出了错列剪力墙结构的适用范围、内力分析方法以及梁、柱、墙板的构造要求等设计建议，可供工程设计时参考。 2.学位论文 张锐 空心钢筋混凝土剪力墙结构抗震性能试验研究 2003 为了在建筑业内贯彻可持续发展战略,进行各项墙体改革、开放新的住宅结构体系已经逐渐提上日程.目前,用于小高层住宅的现浇钢筋混凝土剪力墙结构具有自重大、刚度大、地震作用大、延性差以及保温隔热等建筑节能性能差等诸多缺点.基于此,该课题研究了一种新型的空心钢筋混凝土剪力墙结构,此结构既具有普通剪力墙结构承载力高的优点,由具有自重轻、刚度小、延性好等优点,是一种有着良好节能性的延性剪力墙结 构.为研究此种新型结构的特性,进行了空心钢筋混凝土剪力墙结构十层楼房1/2.8模型拟动力试验和拟静力试验,此拟动力试验是迄今为止国内进行的最大规模的拟动力试验之一.研究了结构在水平地震作用下的受力特点、变形特征、破坏形态等力学性能;得到了结构在不同受力阶段的周期、频率、反应谱等动力特性的变化规律;讨论了结构在各楼层的水平位移、层间位移、加速度放大系数及构件应变分布等结构地震反应特征;分析 了结构的变形性能、滞回特征和恢复力特性.并且基于对试验数据、理论计算结果的综合分析的基础上,讨论了空心剪力墙结构的应用范围;给出了结构的内力计算和结构设计方法,并结合计算实例分析了此种新型空心剪力墙结构与普通剪力墙结构在设计方法及设计结果上的异同点. 3.会议论文 刘建新.王红囡.张新华 高层建筑钢筋混凝土新型剪力墙结构弹塑性研究 2006 本文提出一种钢筋混凝土高层建筑新型剪力墙结构一隔层错跨剪力墙结构,对新型隔层错跨钢筋混凝土剪力墙结构和传统双肢剪力墙结构进行有限元分析和比较.分析表明,隔层错跨剪力墙结构与传统剪力墙结构相比,具有提供大的使用空间和抗侧刚度、自重小、地震力小、节约建材等优点,是一种技术经济指标良好的剪力墙结构,有比较广阔的应用前景. 4.期刊论文 许淑芳.冯瑞玉.张兴虎.李守恒.张锐.王琼梅.范仲暄.姜维山.XU Shu-fang.FENG Rui-yu.ZHANG Xing-hu.LI Shou-heng.ZHANG Rui.WANG Qiong-mei.FAN Zhong-xuan.JIANG Wei-shan 十层钢筋混凝土空心剪力墙结构1/2.8比例模型房屋抗震试验研究 -西安建筑科技大学学报（自然科学版）2006,38(1 简介了一幢十层钢筋混凝土空心剪力墙结构1/2.8比例模型房屋的拟动力试验和拟静力试验概况;研究和分析了在峰值加速度分别为50 gal、100 gal、200 gal、400 gal、800 gal的EL-centro(N-S地震波作用下以及在结构接近极限承载力时在低周反复水平荷载作用下结构的裂缝和变形的发展规律及破坏机理和延性.试验研究结果表明:钢筋混凝土空心剪力墙结构的受力性能和破坏特征与普通钢筋混凝土剪力墙结构类同;其抗震 性能良好;模型抗震构造措施合理可行.试验研究结果对钢筋混凝土空心剪力墙结构在地震区小高层住宅中的应用有重要的参考价值. 5.学位论文 王震 高层钢筋混凝土联肢剪力墙结构中连梁的地震反应分析 2001 该论文论述了地震作用下高层钢筋混凝土联肢剪力墙构件中连梁的非线性有限元分析方法.在编制非线性限元分析程序过程中,考虑了混凝土受拉开裂、混凝土双向受压下的应力应变关系、钢筋屈服等一系列非线性因素.采用了二维四结点平面等参数单元及Darwin和Pecknold提出的双向受力下的增量式正交异性混凝土本构模型.应用增量式的Newmark直接积分法对运动微分方程进行求解,采用荷载量切线刚度迭代法求解非线性方程 组.编制了以地震引起的地面加速度史作为输入量的非线性有限元分析程序,通过与Florida大学的JohnM.Lybas与A.M.ASCE试验结果对照和Agrawal实例分析对照验证了程序的正确性和可用性.该文利用所编制的非线性有限元程序分析了高层钢筋混凝土联肢剪力墙中连梁在不同配筋率、不同跨高比和不同混凝土强度情况下的地震反应.分析了高层钢筋混凝土联肢剪力墙结构中连梁在地震作用下混凝土开裂、屈服和钢筋屈服的变化过程. 6.学位论文 王同庆 高层钢筋混凝土剪力墙结构的风振响应分析 2008 随着城市建设的快速发展，越来越多的高层建筑出现在城市建筑群落中。对于高层建筑而言，风荷载在结构承受的总荷载中占有较大的比重，有时甚至起到决定性的作用。由于风荷载具有动力性质，会引起结构的振动响应。而高层建筑的整体刚度较小，其自振频率常接近与风荷载的卓越频率，使得其对风荷载的动力作用更为敏感，结构风致响应更为显著。 本文选取一高度为102m的钢筋混凝土剪力墙结构，对其进行了风 荷载作用下的动力响应分析，主要做了如下几点工作： 1.根据Davenport风速谱，采用谐波叠加法人工模拟了结构各层的风荷载时程； 2.利用通用有限元软件ANSYS建立了高层混凝土剪力墙结构的有限元模型； 3.对结构进行了模态分析，了解了高层混凝土剪力墙结构各阶自振周期和振型： 4.对结构进行了风荷载作用下的时程分析，获知了结构在风荷载作用下的位移、速度和加速度响应情况，分析了结构的 风振响应形式； 5.依照荷载规范提供的方法，对结构进行了等效静力计算，比较了等效静力计算和动力时程计算的结果，分析总结了两种计算方法的特点，对结构抗风设计计算提出了一些可供参考的建议。 7.学位论文 钟裔龙 钢筋混凝土剪力墙结构数值试验方法研究 2007 用计算机来模拟实际的工程结构物理试验，一方面可以改变试件参数以设计更多的试件，试件多了，人们对结构的认识可以更加深刻；另一方面可以大大节约人力、物力、财力，从而大规模地节约了结构试验的成本，这样可以使得工程结构试验平民化(即何种结构都能进行廉价的试验，这样可以对工程设计带来很大的帮助。 本论文将统计试验原理与结构试验技术相结合，实现了两组剪力墙结构数值试验试件的参数选取 ，根据选定的试件参数，最后用有限元计算软件ADINA提供的先进的混凝土模拟方法详细地演示了数值试验过程，试验目的主要是其静承载力、地震减震及耗能能力、滞回特性等。具体来说，主要工作如下： 1提出了用计算机数值试验替代真实结构试验的想法，并说明了这种思想的具体背景，并描述了其研究现状，特别是在土木工程中的研究现状。 2介绍了统计试验方法在当前各行各业的应用情况，并简要介绍了 其原理与方法。 3将统计试验方法与工程结构试验科学相结合，并将其应用于数值试验的方案设计中。 4采用正交试验设计方法来选取数值试件参数，其中提出了一些可行的试验设计原则，从而确定数值试件的数量与具体参数。 5采用有限元软件ADINA进行数值试验并通过对一组剪力墙构件试件来演示数值试验的一般过程和具体细节。 6积累用有限元软件进行数值计算的相关经验并探讨其取代实际 结构试验的可行性，并提供给相关研究人员以一定的参考。 7将数值计算结果与实际试验结果数据进行比较，探讨用有限元软件进行混凝土结构计算的实用性与可靠性。 8考察暗支撑剪力墙的静力及动力性能相对于普通剪力墙的提高作用，并作用具体的结论以指导实际工程应用。 9对ADINA分别采用实体和弯矩一曲率梁法作滞回分析的能力加以比较，认为对有限元ADINA来讲用后者作混凝土结构的滞回分析 效果较好。 10展望计算机数值试验在传统土木工程结构计算中的应用前景。 8.学位论文 金怀印 带缝空心R.C.剪力墙结构抗震性能试验研究及有限元分析 2004 为了在建筑业贯彻可持续发展战略,大力推行各项墙体改革、发展新的住宅结构体系已经成为目前工程界的首要任务之一.针对传统现浇钢筋混凝土剪力墙结构自重大、刚度大、自振作用大、延性差以及保温隔热等建筑节能性能差等诸多缺点,该课题对其进行改革,提出了一种新型的带缝空心钢筋混凝土剪力墙结构,此结构具有自重轻、刚度小、延性及变形能力好、耗能能力强等优点,是一种新型抗震、节能的承重结构.为研究此 种新型结构的特性,进行了带缝空心钢筋混凝土剪力墙结构六层楼房1/3.0模型拟动力试验和拟静力试验.研究了结构在水平地震作用下的受力特点、变形特征、破坏形态等力学性能;得到了结构在不同阶段的周期、频率、阻尼等动力特性的变化规律;讨论了结构各楼层的水平位移、层间位移、动力放大系数及构件应变分布等结构地震反应特征;分析了结构的变形性能、滞回特征和恢复力特性.在试验研究的基础上,利用大型有限元分析 软件ANSYS对带缝与不带缝的六层空心钢筋混凝土剪力墙结构分别进行模拟,对其进行了模态分析和弹性动力时程分析,并结合试验结果将两种结构模型的模拟结果进行了对比.分析了人工竖缝对结构的动力特性、抗震性能、破坏机理等方面的影响.试验研究和有限元分析得出:此种带缝空心钢筋混凝土剪力墙结构中竖向孔洞的存在减轻了结构的自重,因而降低了结构的地震作用.在小震作用下,人工竖缝对结构的周期、频率、振型等动 力特性影响不大,结构具有较高的刚度和承载力.在大震作用下,人工竖缝发挥作用,改变了墙肢的破坏形态、降低了结构的刚度和地震作用.故此带缝空心钢筋混凝土剪力墙结构是一种延性的剪力墙结构,具有极佳的推广价值. 9.学位论文 李兵 钢筋混凝土框-剪结构多维非线性地震反应分析及试验研究 2005 对于钢筋混凝土结构的弹塑性地震反应分析方法可以分为微观方法和宏观方法。其中微观方法即为有限单元法，此方法虽然准确，但耗费大量的机时，很难运用到实际高层框架-剪力墙结构的分析中。因此对于框架-剪力墙结构的时程分析，宜采用宏观方法。该文的目的就是提出一种更加完善的钢筋混凝土框架-剪力墙结构的宏观力学模型，对钢筋混凝土框架-剪力墙结构进行非线性分析。 该文对国内外目前采用的钢筋混 凝土剪力墙和柱的宏观有限元模型进行了分析，对于钢筋混凝土剪力墙普遍存在的局限性是认为剪力墙是先发生弯曲破坏，然后才发生剪切破坏.故将剪切刚度的变化与轴向刚度的变化分开考虑，分别采用不同的滞回模型加以模拟。而实际上，轴向刚度的变化必然引起剪切刚度的变化。文中将这一问题加以改进，提出了改进的多竖线模型。对于轴向刚度将钢筋和混凝土分别采用不同的滞回曲线进行模拟，而剪切刚度的变化随着轴 向刚度的变化而变化。并从问题的合理性和简单性出发，在钢筋混凝土柱的宏观有限元模型中仍采用相同的滞回曲线。 为验证该文提出的钢筋混凝土剪力墙宏观有限元模型的有效性，进行了9片不同剪跨比和轴压比的钢筋混凝土剪力墙的拟静力试验，得出一些对工程有益的结论。并采用该文提出的模型对试验过程进行模拟，所得的结果还是令人满意的。 然后该文进行了钢筋混凝土偏心框架-剪力墙结构的振动台试验 ，对偏心结构的空间反应进行了研究。并采用宏观有限元的方法编制了钢筋混凝土框架-剪力墙结构的非线性分析的程序，通过与试验结果的比较，证明该文的理论和程序是合理有效的。在此基础上，该文对实际的对称和偏心结构进行了单双向地震作用下的时程分析。 通过研究，得出如下结论： (1在一定范围内，若剪跨比一定，则钢筋混凝土剪力墙随着轴压比的增加，其承载能力将提高，刚度提高，但延性下降。 (2剪跨比是决定剪力墙破坏形式的重要因素。在其他因素不变的情况下，剪跨比越小，则破坏形式越趋于剪切破坏，剪力墙承载能力提高，但呈现脆性。剪跨比越大，则破坏形式越趋于弯曲破坏，剪力墙承载能力降低，剪力墙表现出良好的耗能能力和延性。 (3从剪力墙的破坏现象看，对于剪切破坏的剪力墙，破坏非常突然。在位移控制加载阶段的后期，在刚度和荷载都退化不大的情况下突然破坏，使刚度和承载能力 急剧下降，在工程设计中应避免。对于弯曲破坏的剪力墙则延性较好，滞回曲线丰满，耗能能力强，刚度和承载力缓慢下降，在工程设计中应采用。 (4在对钢筋混凝土剪力墙恢复力曲线模型进行选取时，若剪跨比较小，建议采用坡顶刚度退化二线型模型或坡顶刚度退化三线型模型。若剪跨比较大，则建议采用平顶刚