高强混凝土内置钢板组合剪力墙力学性能参数分析及设计方法研究

发布时间：2020-09-02 20:55

　　高层建筑与超高层建筑的蓬勃发展,剪力墙作为高层与超高层建筑的重要抗侧力构件,对其力学性能提出了更高的要求。为满足安全性与经济性的双重要求,组合剪力墙的研究与应用越来越受到行业重视。本文对利用钢结构与混凝土结构优点的高强混凝土内置钢板组合剪力墙(ESPRHCCSW)的力学性能和设计方法进行了研究,研究的工作及成果主要包括:(1)根据本团队试验,利用ABAQUS有限元软件中对高强混凝土内置钢板组合剪力墙进行有限元分析,对比有限元分析结果与团队试验结果的滞回曲线、骨架曲线、强度、破环形态等,验证模型合理性和有限元分析结果的可靠性。(2)通过有限元模拟,分析轴压比、端柱配钢率、墙体钢墙厚度比、端柱纵筋配筋率、墙体分布筋配筋率等参数对高强混凝土内置钢板组合剪力墙抗震性能的影响。通过分析不同参数变化下,组合墙体试件的承载力与延性、抗侧刚度、耗能能力的变化,提出各参数在高强混凝土内置钢板组合剪力墙应用中的建议范围。(3)基于对高强混凝土内置钢板组合剪力墙的抗剪承载力分析,在与现行规范中涉及的组合墙体构造差异较大且其计算公式不适用的前提下,在规范中钢板组合剪力墙的抗剪承载力公式的基础上,通过修正各项系数及考虑端柱纵筋对组合墙体试件的抗剪承载力的贡献,提出了高强混凝土内置钢板组合剪力墙的抗剪承载力公式,作为规范中不同构造组合剪力墙的补充,并将公式应用于本文的有限元模拟及团队试验中进行校核。(4)对高强混凝土内置钢板组合剪力墙的变形性能指标进行研究。采用基于骨架曲线的划分方法,对组合墙体试件的受力性能状态进行划分,并选取位移角作为性能限值指标。根据有限元分析结果,分析轴压比、端柱配钢率、墙体钢墙厚度比、端柱纵筋配筋率、墙体分布筋配筋率等参数对性能指标限值的影响。基于各参数对高强混凝土内置钢板组合剪力墙的变形性能指标限值的影响,提出变形性能指标位移角限值计算公式。并将公式应用于本文中的有限元模拟试件中进行校核,为后续组合剪力墙的变形性能指标限值研究提供参考。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU973.16
【部分图文】：

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图 1-1 迪拜塔（哈利法塔）图 1-2 上海金茂大厦超高层的发展，也成为一个国家或某个城市综合实力和经济发展水平的标志。因此高层及超高层建筑仍然具有广阔的应用前景。高层建筑的兴建与发展，对其结构体系及结构构件提出了更高的要求。目前高层及超高层建筑的结构体系主要为框架核心筒体系及筒中筒体系。剪力墙作为核心筒体的主要构件，专家学者对于剪力墙的研究也不曾停止。剪力墙有普通钢筋混凝土剪力墙及组合剪力墙，但是为有效地改善超高层结构底部剪力墙的抗震性能，实际超高层建筑工程的结构体系中采用多种组合剪力墙体系。表 11 中列举了国内典型超高层建筑的结构体系。表 1-1 典型超高层建筑的结构体系工程名称高度（m）框架体系核心筒体系武汉中心 438 巨型钢管混凝土柱+环带桁架

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第一章绪论混凝土盖板构成，高强螺栓作为连接件连接钢板与两侧混凝土盖板，边框架内侧四周置鱼尾板以将内嵌钢板与框架通过栓接或焊接连接，构造如图 1-3。从理论和试验两方面，对这种防屈曲钢板剪力墙的滞回性能、弹性性能、盖板约束刚度、抗剪性能等个方面展开了研究，揭示了其受力机理和特点，给出了设计防屈曲钢板-混凝土组合剪墙中盖板的约束厚度及连接螺栓最大间距的参考计算公式，提出了抗剪极限承载力和性抗侧刚度的参考计算公式。

【参考文献】