带可更换钢连梁的联肢剪力墙抗震性能研究

发布时间：2020-04-14 21:03

【摘要】：联肢剪力墙由连梁与剪力墙墙肢组成,且连梁在结构中起重要的耗能作用。普通的钢筋混凝土连梁在侧向力或地震荷载作用下发生破坏,几乎无法修复或更换。随着相关研究的深入,国内外地震工程界的研究者开始对可更换连梁进行大量研究。在结构中安装可更换连梁,改变连梁在结构中的受力变形特性,使罕遇地震下的损伤破坏集中于连梁可更换段,而主要部分仍处于弹性状态,震后只需更换可更换段即可。可更换钢连梁是由两端的主要部分与中间的可更换消能段通过合理设计的方式连接而成,通过削弱中间段使其地震作用下屈服耗能,地震过后仅对消能段进行更换即可恢复使用,修复比较简单,且花费较少。本文主要针对可更换钢连梁混合联肢剪力墙研究分析,主要研究内容如下:(1)本文首先介绍了可更换连梁联肢剪力墙的研究背景、研究现状及实际工程应用等,并对其进行相关理论分析,通过查阅文献和相关公式的推导,得出保证可更换钢连梁消能梁段优先屈服、集中变形及极限位移控制等原则,给出了抗剪承载力计算公式。(2)通过对国外已有试验的介绍,基于ABAQUS平台对试验数值模拟分析,将试验结果与数值模拟提取的滞回曲线、骨架曲线、耗能性能及应力云图等进行对比分析,验证数值模拟方法的合理性。(3)分别研究刚度比(消能梁段与非消能梁段刚度的比值)和消能梁段长度比对可更换钢连梁双肢剪力墙抗震性能的影响。结果表明:保证结构能够很好的受力变形下,刚度比为0.39-0.42时最合理;随着可更换段长度比的增大,钢连梁的承载力逐渐降低,当长度比为0.32-0.38之间时,消能梁段的长度比减小对连梁承载力的削弱较小,且可更换钢连梁变形耗能能力较强,所以为最合理的长度比。(4)为验证可更换钢连梁的减震效果,对设置可更换钢连梁前后的高层联肢剪力墙墙片原结构与减震结构进行弹塑性时程分析,分析结果表明:可更换钢连梁有一定的耗能减震效果,结构的抗震性能得到提高。此外,改变可更换钢连梁的安装位置,分析对比可更换钢连梁的布置位置对结构减震效果的影响,表明可更换连梁应设置在层间位移变化较大的部位,这样能达到最优减震效果。
【图文】：

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（a）墙肢底部损伤破坏（b）底层连梁剪切斜裂缝图 1.1 RC 墙肢和连梁地震损伤为避免 RC 连梁发生上述损伤破坏，近年来，国内外开始将钢连梁运用于建筑使钢连梁与 RC 墙肢组成混合联肢剪力墙，，如图 1.2 所示，并展开一系列研究内外学者对钢连梁混合联肢剪力墙大量的试验及数值模拟研究分析，结果表明范规定制作的钢连梁遭受地震时腹板发生剪切损伤破坏，且受力变形与耗能性

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（a）墙肢底部损伤破坏（b）底层连梁剪切斜裂缝图 1.1 RC 墙肢和连梁地震损伤为避免 RC 连梁发生上述损伤破坏，近年来，国内外开始将钢连梁运用于建筑结构中，使钢连梁与 RC 墙肢组成混合联肢剪力墙，如图 1.2 所示，并展开一系列研究。通过国内外学者对钢连梁混合联肢剪力墙大量的试验及数值模拟研究分析，结果表明通过按规范规定制作的钢连梁遭受地震时腹板发生剪切损伤破坏，且受力变形与耗能性能较好，能够达到 0.08 rad 以上的最大塑性转角[5,6]。但试验表明在遭遇大震作用时，除钢连梁腹板发生剪切屈服外，连梁嵌入 RC 墙肢附近的混凝土经常发生局部损伤破坏[7]，如图 1.3 所示。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU398.2;TU352.11

【参考文献】