钢骨混凝土剪力墙抗震性能分析

发布时间：2020-09-30 00:52

　　随着我国城市化建设进程的加快,钢与混凝土剪力墙组合结构在实际工程中已经开始应用,但在抗震性能的研究方面还相对滞后。为此,本文主要针对钢骨混凝土剪力墙的构造做法及其抗震性能进行研究分析。针对现有钢骨混凝土剪力墙抗震性能研究中存在的问题,本文通过对钢骨混凝土剪力墙的基本工作机理分析,然后根据钢骨混凝土剪力墙的特点,建立了有限元计算模型,并对其有限元分析的可靠性进行验证;最后通过建立钢骨混凝土剪力墙与钢筋混凝土剪力墙的有限元模型,对其进行水平向反复加载的数值模拟,从承载能力、刚度、延性及滞回耗能等方面对比分析钢骨混凝土剪力墙抗震性能的优越性,并对钢骨混凝土剪力墙进行参数化分析,研究钢骨壁厚、高宽比、钢骨强度、混凝土强度和轴压比对其力学性能的影响,得到下述结论:(1)依据钢骨混凝土剪力墙的特点而选取的单元类型、材料本构和单元接触关系,可以较好的模拟出钢骨混凝土剪力墙的受力性能;(2)钢骨混凝土剪力墙的滞回曲线形状饱满,表现出良好的耗能能力,在加载后期其刚度退化较为平缓;与钢筋混凝土剪力墙相比,钢骨混凝土剪力墙的峰值位移提高了51.8%,极限位移提高了56.6%,延性提高了53.4%,且耗能能力也得到了提高。(3)对钢骨混凝土剪力墙进行参数化分析可知,增大钢骨壁厚对其承载能力的提升效果不佳;随着高宽比的增大,其承载力下降较为显著,且延性变差;增大钢骨强度、混凝土强度和轴压比可以提高其承载能力,且变形能力会随着钢骨强度的增加而提升,而随着混凝土强度和轴压比的增加其变形能力会降低。上述研究成果可为钢骨混凝土剪力墙抗震设计提供参考。
【学位单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU398.2;TU352.11
【部分图文】：

路线图,路线图,主要技术

主要技术路线图

钢骨混凝土剪力墙,截面形式

而钢骨混凝土剪力墙就是钢与混凝土组合结构中的一种。对于钢骨混凝土剪力墙该种结构形式的发展来说，最重要的是要了解其基本受力特性，才能设计出更加合理可靠的钢骨混凝土剪力墙组合结构体系。2.1 钢骨混凝土剪力墙的设计要求（1）截面形式与最小墙厚钢骨混凝土剪力墙就其截面形式来说，可分为无端柱钢骨混凝土剪力墙与有端柱钢骨混凝土剪力墙。如图 2.1 所示，为钢骨混凝土剪力墙的截面形式，其中钢骨可以为型钢、工字钢、钢管等。在整体结构之中，无端柱的钢骨混凝土剪力墙可以带翼缘，也可以不带翼缘，其钢骨配置在剪力墙两端的暗柱之中，通过与混凝土现浇而形成钢骨混凝土剪力墙。有端柱的钢骨混凝土剪力墙是指在剪力墙的两端设置有钢骨混凝土明柱（或钢骨混凝土边框柱），通过与腹板剪力墙整体现浇而形成钢骨混凝土剪力墙。其中有端柱的钢管混凝土剪力墙，在整体结构中参与受力时，钢骨明柱应沿高度方向贯通布置。钢骨凝土剪力墙最小墙厚的要求如表 2.1 所示。

钢骨,紧箍力,核心混凝土,塑性阶段

西安科技大学硕士学位论文比）为 0.283 左右；随着荷载的增加，钢骨逐渐进入塑性阶段，此时钢骨的横向变数将会达到 0.5 左右。而当混凝土受到较小的荷载而处于弹性阶段时，其横向变形（泊松比）在 0.167 左右；随着荷载的增大，混凝土逐渐进入塑性阶段工作，此时土的横向变形系数将超过 0.5。说明当钢骨混凝土剪力墙处于塑性阶段时，钢骨内心混凝土的横向变形要比钢骨的横向变形大，所以在钢骨与混凝土之间会产生横向箍力 P，紧箍力分布如图 2.2 所示。

【参考文献】