钢板混凝土联肢组合剪力墙抗震性能研究

发布时间：2020-05-16 18:07

【摘要】：钢板混凝土联肢组合剪力墙结构是由钢板混凝土组合剪力墙和钢连梁耦合成的一种新型结构体系,它结合了钢板混凝土组合剪力墙抗侧刚度大和钢连梁强塑性变形能力的优点,能够以尽可能小的墙体厚度满足超高层建筑高轴压、高延性和良好耗能的需求。本文为了进一步了解钢板混凝土联肢组合剪力墙这种抗震性能优良的结构体系,研究与结构抗震性能密切相关的设计参数对其性能的影响。主要做了以下几个方面的工作:(1)基于连梁-墙肢双重抗震防线机制的性能目标,对钢板混凝土联肢组合剪力墙采用带刚域框架计算方法设计,探究钢板混凝土联肢组合剪力墙的“连梁-墙肢双重抗震防线机制”的实现。(2)基于团队基本试件以轴压比和钢连梁弯剪比为参数,设计并制作了2个钢板混凝土联肢组合剪力墙试件,并对其进行低周往复加载试验,从破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、延性、刚度退化、耗能能力以及钢连梁剪切变形来对比分析该结构体系的抗震性能,探究轴压比和钢连梁弯剪比对结构抗震性能的影响。(3)运用有限元分析软件ABAQUS对试验结果进行模拟,从滞回曲线、骨架曲线和破坏特征三方面将试验结果和分析结果进行对比分析。试验结果及分析表明:钢板混凝土联肢组合剪力墙结构具有优越的抗震性能;采用带刚域框架计算方法设计,结构实现了先钢连梁后墙肢屈服的预定屈服耗能机制;轴压比增大时,延性有所减小,但轴压比对承载力、刚度和耗能能力影响不明显;钢连梁弯剪比对结构承载力无明显影响,但弯剪比越大的时候耗能能力增强,且在达到峰值荷载之前,钢连梁的弯剪比减小,屈服位移和峰值位移增大,在峰值阶段后,弯剪比小的试件承载力下降越快,刚度退化越快;有限元分析软件ABAQUS模拟的滞回曲线和骨架曲线与试验结果吻合良好,破坏特征与试验现象相一致,进一步验证了试验结果的可靠性以及有限元数值模型建立和分析方法的可靠性。
【图文】：

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图 1.1 钢板混凝土联肢组合剪力墙示意图Fig.1.1 Schematic diagram of composite steel plate coupled wall研究现状混凝土组合剪力墙研究现状利地震和 2011 年新西兰地震中的剪力墙震害现象均及超高层建筑底部剪力墙受到较大弯剪作用时容易发1.2(a)），导致承载力和耗能能力明显降低，震后难以倒塌（图 1.2(b)）[13]。为了避免在强震作用下剪力墙凝土组合剪力墙在我国中、高烈度地区城市的超高层钢板内藏于钢筋混凝土墙体中，在不增加墙体厚度和高的轴向承载力、抗侧刚度、延性以及耗能能力，，从到有效提高，因此，学术界开始日益关注钢板混凝土

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图 2.1 等效框架模型Fig 2.1 Model of the equivalent frame图 2.2 试件等效计算模型Fig 2.2 Equivalent calculation model of specimen钢板混凝土联肢组合剪力墙在水平力 V 的作用下，墙肢底部所受弯矩 Mw、钢连梁端部弯矩 Mb、钢连梁所受剪力 Vb的计算公式(2.1)(2.2)(2.3)如下。值得注意的是，试件在循环往复荷载作用下，剪力墙的刚度会随着混凝土的开裂和钢筋的屈服而显著变化，因此参考 ACI 318-08 相关规定[53]，应对墙体刚度乘以相应的折减系数，本试验组合墙肢的抗弯刚度主要取决于墙肢混凝土和内置型钢构件的抗弯刚度，所以仅对墙肢混凝土抗弯刚度乘以 0.35 的折减系数。2 ww 1w b + Vh SM VhS S(2.1)2 b bbw b b r×+Vh S lMS S l l (2.2)bbbMVl (2.3)式中：Mw为墙肢在 V 作用下的底部弯矩；Mb为连梁在 V 作用下的端部弯矩；Vb为连梁在 V作用下的剪力；S为墙肢转动刚度；S为钢连梁转动刚度。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU973.16;TU973.31

【参考文献】