新型模块装配式双层组合剪力墙结构抗震性能研究
发布时间：2020-08-27 20:10
【摘要】：钢-混凝土组合剪力墙结构具有良好的抗侧刚度与耗能性能,能为高层结构提供很好的抗震能力,但对于模块装配式组合剪力墙在多层结构体系下其性能如何,能否发挥其良好的抗震性能,仍具有很大的研究价值。本文通过设计一模块装配式组合剪力墙结构,并以此为研究对象,基于ABAQUS有限元软件,建立不同连接方式下的组合剪力墙双层有限元模型,在数值模拟方法验证正确的基础上,通过分别对两边连接和四边连接组合剪力墙双层结构结构模型进行基本参数的分析研究,得出两种不同连接方式下该组合剪力墙所体现的性能差异,以及不同参数对其性能的影响,最后设计了4种框架柱连接改进方案,来减小框架柱和混凝土板在加载过程中的破坏。本文主要研究工作和取得的结论如下:1.采用ABAQUS有限元软件建立一模块钢板剪力墙试验的有限元模型,验证了数值模拟方法的正确性。通过采用全尺寸、全实体建模的方式,并对钢板、混凝土均采用损伤本构,在施加往复荷载作用下,通过对比数值模拟与试验结果,验证了该数值模拟方法的准确性。2.研究了两边连接方式下该组合剪力墙双层结构的基本力学性能和混凝土板的破坏情况。在不同跨高比、高厚比、栓钉的分布与间距布置、混凝土板厚度与强度等参数下,模块组合剪力墙的内藏栓钉采用阵列布置,同时栓钉的长度选取150mm时,能最有效的发挥该模块组合剪力墙的性能;结构的跨高比和高厚比也不宜取过大,当模块组合剪力墙模块跨高比为2/4、高厚比为225时,结构的性能最优;混凝土板厚度的增大,结构的基本性能会增大,但增大混凝土强度,对其结构性能影响不大。3.研究了四边连接方式下该组合剪力墙双层结构的基本力学性能、混凝土板的破坏和框架柱内力值。在不同轴压比、跨高比、厚度比、刚度比和混凝土强度等参数下,轴压比和混凝土强度对结构的基本性能影响不大,但过大的轴压比和混凝土强度会增大混凝土损伤和框架柱内力值;厚度比、刚度比和跨高比对结构的影响基本一样,随着参数增大,该组合剪力墙模块的基本力学性能、框架柱内力值增大,但混凝土损伤减小。4.对比分析了两种不同连接方式的组合剪力墙结构的基本性能。四边连接组合剪力墙结构在性能上有很大的提升,其中,承载力提高了75.1%、耗能提高了91.5%、初始刚度提升了68.0%,二层混凝土板的破坏也大大减小。但一层混凝土板的破坏程度有所增加,同时过大的框架柱内力值会导致框架柱在加载过程中发生破坏,故需对框架柱做系统的改进分析。5.研究了5种不同框架柱与剪力墙模块连接方式下结构的基本性能,在结构的基本力学性能上,软钢连接方式提升最大、中间部分和上下部分连接方式基本无变化、两者不相连方式有所降低;在框架柱内力值和混凝土损伤上,中间部分和不相连方式能全面的减小框架柱内力值和混凝土损伤情况,上下部分和软钢连接方式会增大框架柱内力值和混凝土损伤情况。因而采用中间部分连接方式能有效改善框架柱和混凝土板破坏,这为实际工程应用通过了很好的理论基础。
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU352.11;TU398.2
【图文】：
图 1-2 两边连接组合钢板剪力墙剪力墙的国内外应用现状外在实际工程结构中，钢板剪力墙主要分布在日本和美国。1970 年，日在日本东京建成。它是世界上第一座钢板剪力墙建筑[29]。2004 年，西雅30~31]高 107m，核心筒为钢板剪力墙。钢板的最大厚度为 38mm。如果混凝土剪力墙，则至少需要 600 mm 厚的墙体，这就增加了建筑的使用好的经济效益。年来，钢板剪力墙以其优良的性能在我国许多高层建筑工程中得到了成北京国际贸易大厦[32]三期工程于 2007 年竣工，共 80 层，330 米高。主构，即外框管为钢筋混凝土框架管，内芯管底部采用复合钢板墙加固，京奥林匹克公园于 2014 年建成了五座望塔。塔身由 186m 至 248m 高架剪力墙结构体系，塔顶为钢结构，塔身底部为钢板复合剪力墙结构[33]2015 年 10 月，广州市最高的大厦广州东塔 116 层，高 530 米。主体臂的巨型框架-核心筒结构体系。塔楼地下室至地面的 32 层核心筒外墙板剪力墙构件[34]，如图 1-5 所示。
图 1-2 两边连接组合钢板剪力墙. 钢板剪力墙的国内外应用现状国外在实际工程结构中，钢板剪力墙主要分布在日本和美国。1970 年，日本钢铁大楼在日本东京建成。它是世界上第一座钢板剪力墙建筑[29]。2004 年，西雅图联邦大楼[30~31]高 107m，核心筒为钢板剪力墙。钢板的最大厚度为 38mm。如果采用传钢筋混凝土剪力墙，则至少需要 600 mm 厚的墙体，这就增加了建筑的使用空间。了良好的经济效益。近年来，钢板剪力墙以其优良的性能在我国许多高层建筑工程中得到了成功的应如，北京国际贸易大厦[32]三期工程于 2007 年竣工，共 80 层，330 米高。主体结构道结构，即外框管为钢筋混凝土框架管，内芯管底部采用复合钢板墙加固，如图 1示；北京奥林匹克公园于 2014 年建成了五座望塔。塔身由 186m 至 248m 高组成，为框架剪力墙结构体系，塔顶为钢结构，塔身底部为钢板复合剪力墙结构[33]，如图 所示。2015 年 10 月，广州市最高的大厦广州东塔 116 层，高 530 米。主体是一个伸出臂的巨型框架-核心筒结构体系。塔楼地下室至地面的 32 层核心筒外墙采用双合钢板剪力墙构件[34]，如图 1-5 所示。
图 1-4 北京奥林匹克公园w
本文编号：2806566
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU352.11;TU398.2
【图文】：
图 1-2 两边连接组合钢板剪力墙剪力墙的国内外应用现状外在实际工程结构中，钢板剪力墙主要分布在日本和美国。1970 年，日在日本东京建成。它是世界上第一座钢板剪力墙建筑[29]。2004 年，西雅30~31]高 107m，核心筒为钢板剪力墙。钢板的最大厚度为 38mm。如果混凝土剪力墙，则至少需要 600 mm 厚的墙体，这就增加了建筑的使用好的经济效益。年来，钢板剪力墙以其优良的性能在我国许多高层建筑工程中得到了成北京国际贸易大厦[32]三期工程于 2007 年竣工，共 80 层，330 米高。主构，即外框管为钢筋混凝土框架管，内芯管底部采用复合钢板墙加固，京奥林匹克公园于 2014 年建成了五座望塔。塔身由 186m 至 248m 高架剪力墙结构体系，塔顶为钢结构，塔身底部为钢板复合剪力墙结构[33]2015 年 10 月，广州市最高的大厦广州东塔 116 层，高 530 米。主体臂的巨型框架-核心筒结构体系。塔楼地下室至地面的 32 层核心筒外墙板剪力墙构件[34]，如图 1-5 所示。
图 1-2 两边连接组合钢板剪力墙. 钢板剪力墙的国内外应用现状国外在实际工程结构中，钢板剪力墙主要分布在日本和美国。1970 年，日本钢铁大楼在日本东京建成。它是世界上第一座钢板剪力墙建筑[29]。2004 年，西雅图联邦大楼[30~31]高 107m，核心筒为钢板剪力墙。钢板的最大厚度为 38mm。如果采用传钢筋混凝土剪力墙，则至少需要 600 mm 厚的墙体，这就增加了建筑的使用空间。了良好的经济效益。近年来，钢板剪力墙以其优良的性能在我国许多高层建筑工程中得到了成功的应如，北京国际贸易大厦[32]三期工程于 2007 年竣工，共 80 层，330 米高。主体结构道结构，即外框管为钢筋混凝土框架管，内芯管底部采用复合钢板墙加固，如图 1示；北京奥林匹克公园于 2014 年建成了五座望塔。塔身由 186m 至 248m 高组成，为框架剪力墙结构体系，塔顶为钢结构，塔身底部为钢板复合剪力墙结构[33]，如图 所示。2015 年 10 月，广州市最高的大厦广州东塔 116 层，高 530 米。主体是一个伸出臂的巨型框架-核心筒结构体系。塔楼地下室至地面的 32 层核心筒外墙采用双合钢板剪力墙构件[34]，如图 1-5 所示。
图 1-4 北京奥林匹克公园w
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