双钢板内填混凝土剪力墙滞回性能试验研究
本文关键词：双钢板内填混凝土剪力墙滞回性能试验研究
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【摘要】：双钢板内填混凝土剪力墙是一种新型的双重抗侧力结构体系,钢框架与钢板相连,双层钢板内部填有混凝土,两侧钢板之间用竖向加劲板或螺栓连接起来,形成双钢板内填混凝土剪力墙结构。在地震作用下此类剪力墙表现出良好的抗侧能力且延性好、耗能多、施工方便等优点。国内外对该结构的抗震性能进行了研究,但未对钢框架和组合剪力墙二者刚度匹配关系进行分析,也未提出刚度特征值取值的合理建议。本文在试验的基础上,应用ABAQUS有限元软件对双钢板内填混凝土双钢板剪力墙进行了滞回性能分析,得到组合剪力墙墙厚的设计公式。主要工作内容总结如下:(1)按照1/3比例缩尺,设计了一榀单跨两层半双钢板内填混凝土剪力墙试件,完成试件在低周往复荷载作用下的滞回性能试验。通过采集和处理试验数据,分析试件的滞回曲线、骨架曲线、峰值刚度退化曲线、耗能耗散系数及破坏模式等滞回性能,试验结果表明:结构在水平荷载作用下,承载能力高,延性和耗能性能较好,加载初期剪力墙首先承担水平荷载,加载后期钢框架参与抗剪,屈服耗能;(2)应用ABAQUS软件建立试验试件的有限元模型,将模拟结果与试验结果对比,结果显示模拟的滞回曲线和骨架曲线与试验的结果比较吻合,验证了建模的方法及模型的可行性。(3)在Base试件的基础上,设计了8个试件,在倒三角荷载作用下进一步分析了刚度特征值不同时试件的滞回性能,分析结果表明:(1)钢框架组合剪力墙在倒三角荷载作用下,滞回曲线饱满,抗侧刚度大、耗能能力好。结构性能受刚度特征值的影响较大。刚度特征值的增加,结构的承载能力降低,组合剪力墙承担的水平剪力减少,钢框架承担的水平剪力增大。(2)刚度特征值的合理范围为1.43~3.27。框架和剪力墙的刚度相对比较匹配,结构的整体受力及滞回性能较好。(4)根据刚度特征值范围,可确定得到组合剪力墙厚度计算公式。
【关键词】：双钢板组合剪力墙 滞回性能 试验研究 刚度特征值 倒三角荷载
【学位授予单位】：苏州科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU398.2
【目录】：
- 摘要6-7
- Abstract7-12
- 第一章 绪论12-19
- 1.1 研究背景12-13
- 1.2 研究现状13-17
- 1.2.1 国外组合剪力墙研究现状13-14
- 1.2.2 国内组合剪力墙研究现状14-17
- 1.3 双钢板内填混凝土剪力墙结构体系研究的意义17
- 1.4 研究的主要内容和研究方法17-19
- 1.4.1 研究的主要内容17-18
- 1.4.2 研究的主要技术方法18-19
- 第二章 双钢板内填混凝土剪力墙滞回性能试验概况19-30
- 2.1 试验概况19
- 2.2 试验内容19-25
- 2.2.1 试验目的19
- 2.2.2 试件设计19-21
- 2.2.3 试件制作21-22
- 2.2.4 加载方案22-23
- 2.2.5 测点布置23
- 2.2.6 加载制度23-25
- 2.3 数据处理方法25-28
- 2.3.1 延性及承载能力25
- 2.3.2 耗能能力25-26
- 2.3.3 弹性应变分析26-27
- 2.3.4 层间位移角限值27
- 2.3.5 刚度退化27
- 2.3.6 承载力退化27-28
- 2.4 材性试验28-29
- 2.4.1 钢材性能28-29
- 2.4.2 混凝土性能29
- 2.5 本章小结29-30
- 第三章 双钢板内填混凝土剪力墙试验及结果分析30-50
- 3.1 试验现象30-32
- 3.2 试验结果分析32-49
- 3.2.1 滞回曲线32-33
- 3.2.2 骨架曲线33-34
- 3.2.3 峰值刚度退化曲线34
- 3.2.4 耗能能力34-36
- 3.2.5 承载力退化系数36-37
- 3.2.6 剪力墙整体变形37
- 3.2.7 钢框架柱的应变37-45
- 3.2.8 钢框架梁部位应变45-48
- 3.2.9 组合剪力墙的剪切变形及应变关系48-49
- 3.3 本章小结49-50
- 第四章 双钢板内填混凝土剪力墙非线性有限元分析50-57
- 4.1 引言50
- 4.2 ABAQUS有限元软件简介50
- 4.3 非线性有限元理论50-52
- 4.3.1 非线性问题50
- 4.3.2 本构关系50-52
- 4.4 有限元模型验证52-56
- 4.4.1 有限元模型建立52-53
- 4.4.2 材料本构关系53
- 4.4.3 模型单元划分、边界条件53
- 4.4.4 加载方式53
- 4.4.5 有限元分析结果53-56
- 4.5 本章小结56-57
- 第五章 双钢板内填混凝土剪力墙性能影响因素分析57-69
- 5.1 建立有限元模拟57-58
- 5.1.1 有限元模型设计57
- 5.1.2 模型单元划分57-58
- 5.1.3 加载方式58
- 5.2 BASE试件模拟结果分析58-68
- 5.2.1 BASE试件58-63
- 5.2.2 不同刚度特征值的影响63-68
- 5.3 本章小结68-69
- 第六章 结论与展望69-71
- 6.1 结论69-70
- 6.2 展望70-71
- 参考文献71-74
- 致谢74-75
- 作者简介75
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2 徐e，
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