混凝土剪力墙连梁基于延性的抗震性能研究

发布时间：2017-08-31 16:28

  本文关键词：混凝土剪力墙连梁基于延性的抗震性能研究

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【摘要】：连梁作为剪力墙结构抗震设防的第一道防线,其性能直接影响着整个结构的抗震能力。提高连梁延性可以充分耗散地震能量并减少墙肢所受地震作用,因此进行连梁基于延性的抗震研究至关重要。论文主要针对工程中常见普通配筋连梁及交叉斜筋连梁,研究其在反复荷载下的抗震性能,为连梁抗震设计提供参考。运用ABAQUS有限元软件,综合考虑跨高比、剪压比、箍斜比、配筋形式及配箍特征值等因素,对22个交叉斜筋连梁和18个普通配筋连梁进行模拟分析,研究其在反复荷载下的承载力、裂缝发展状况、滞回性能、延性及破坏特征,并分析连梁延性影响因素的变化规律;对连梁进行理论分析,建立连梁延性与影响因素之间的计算式;收集4个研究机构共67个连梁试验数据进行对比验证,提出各级抗震下连梁基于延性的设计建议。主要成果为:(1)跨高比、配箍特征值、配筋形式和剪压比是影响连梁延性性能和承载力的主要因素。(2)跨高比控制连梁破坏形态,随着跨高比增加,连梁由脆性剪压破坏向弯剪破坏转化,连梁延性提高。(3)增加箍筋用量能提高对混凝土的约束作用,延迟其压碎剥落,显著改善连梁的延性性能和承载力。(4)由于交叉斜筋与周围混凝土形成斜压杆,较普通配筋连梁更能发挥钢筋骨架作用,提高连梁的受力性能,特别是跨高比较小时(χ≤2)其作用更明显。(5)通过理论计算与回归分析得到了连梁延性能力与影响因素之间的量化计算式。用试验数据对比验证,说明了计算式的可靠性。(6)提出各级抗震下连梁延性需求与设计参数之间,基于延性的抗震设计建议公式5.2和5.3。
【关键词】：剪力墙连梁 延性设计 抗震性能 有限元分析 配筋形式
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU352.11
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 研究背景9
• 1.2 双肢剪力墙中连梁的作用及受力特征9-13
• 1.3 已有的关于提高连梁延性性能的研究13-16
• 1.3.1 新型配筋方案13-14
• 1.3.2 新型截面形式14-15
• 1.3.3 其它方法15-16
• 1.4 本文研究内容16-18
• 2 ABAQUS钢筋和混凝土本构模型及参数验证18-25
• 2.1 ABAQUS在土木工程的应用简介18
• 2.2 钢筋混凝土本构关系18-23
• 2.2.1 基于ABAQUS子程序开发的钢筋本构18-20
• 2.2.2 混凝土损伤塑性模型20-23
• 2.2.3 钢筋与混凝土工作机理23
• 2.3 参数选取23-25
• 3 反复荷载下连梁抗震模拟分析25-48
• 3.1 模拟的主要内容及目的25
• 3.2 模型设计25-31
• 3.2.1 材料单元类型及参数25-26
• 3.2.2 模型尺寸26-27
• 3.2.3 模型配筋27-31
• 3.3 约束条件及加载方式31-32
• 3.4 模拟结果32-37
• 3.5 反复荷载下连梁模拟结果分析37-47
• 3.5.1 裂缝发展状况及破坏特征37-42
• 3.5.2 钢筋应变及受力特征42-43
• 3.5.3 影响连梁延性性能的因素分析43-47
• 3.6 本章小结47-48
• 4 连梁延性性能回归分析及试验对比48-58
• 4.1 连梁延性回归计算48-51
• 4.2 已有钢筋混凝土连梁试验研究51-54
• 4.2.1 交叉斜筋连梁试验研究及结果51-52
• 4.2.2 普通配筋连梁试验研究及结果52-54
• 4.3 连梁试验与模拟对比研究54-57
• 4.4 本章小结57-58
• 5 连梁基于延性抗震设计方法研究58-65
• 5.1 基于延性抗震设计方法概述58-59
• 5.2 连梁抗震延性需求确定59-61
• 5.3 设计建议61-64
• 5.3.1 连梁延性计算公式61
• 5.3.2 连梁配筋形式的选择61-62
• 5.3.3 设计流程62-63
• 5.3.4 改进措施63-64
• 5.4 本章小结64-65
• 6 结论与展望65-67
• 6.1 主要结论65-66
• 6.2 展望66-67
• 参考文献67-70
• 个人简历70-71
• 致谢71

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本文编号：766667