钢管高强混凝土剪力墙及核心筒抗震性能试验研究
本文关键词: 高强混凝土 钢管高强混凝土剪力墙 核心筒 拟静力试验 ABAQUS非线性有限元分析 出处:《华南理工大学》2013年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:高强混凝土应用于超高层建筑中,能有效减小构件截面尺寸,减小结构自重,,减轻地震反应,增加建筑使用面积并降低造价。但由于高强混凝土相比于普通混凝土更“脆”,延性更差,目前我国抗震规范对高强混凝土在地震区剪力墙中的使用有所限制,因而设计抗震性能好的高强混凝土剪力墙,克服高强混凝土的缺点,使其能更大程度地应用于抗震设防区高层建筑剪力墙及核心筒中,具有重要的意义。 为此本文设计了4个钢管高强混凝土剪力墙及3个高强混凝土核心筒试件,分别进行拟静力试验和压弯试验,研究其抗震性能,在此基础上利用ABAQUS有限元软件对试件加载过程进行仿真分析并与实验结果作比较。本文主要完成以下几个方面的工作: 1)对4个钢管高强混凝土剪力墙试件进行了低周反复水平加载试验,观察其破坏过程,研究其抗震性能。分析了混凝土强度等级、轴压比、配箍率等因素对钢管高强混凝土剪力墙破坏形态的影响; 2)分析了混凝土强度等级、轴压比、配箍特征值等因素对钢管高强混凝土剪力墙的滞回特性、变形能力、刚度退化及耗能能力的影响。试验结果表明:钢管高强混凝土剪力墙初始刚度大、承载能力高,破坏时承载力和刚度退化较慢,滞回曲线饱满,耗能能力强,具有良好的抗震性能; 3)对2个钢管高强混凝土核心筒试件和1个高配筋率边缘约束构件高强混凝土核心筒试件进行了水平单调加载下的压弯试验,观察其破坏过程,对其破坏形态、荷载-位移曲线、变形能力等进行分析。试验结果表明:高强混凝土的核心筒,其作为一个整体,通过适当的配筋形式(增加高配筋率边缘约束构件)或构造(内嵌钢管高强混凝土),与普通混凝土核心筒相比,不仅可以提高承载力,还可以具有很好的延性; 4)在试验研究的基础上,通过对边界及接触条件的合理简化,利用非线性有限元软件ABAQUS建立钢管高强混凝土剪力墙的力学模型,进行水平单调位移加载的数值模拟,并对模拟结果与试验结果进行对比分析。 本次试验旨在研究钢管高强混凝土剪力墙的抗震性能,为钢管高强混凝土剪力墙的抗震设计提供依据,推动该类剪力墙在实际工程中的应用。
[Abstract]:Application of high-strength concrete in high-rise building construction, can effectively reduce the section size of components, reduces the weight of structure, reduce the seismic response, increase the use of the construction area and reduce the cost. But because of high strength concrete than ordinary concrete more "brittle", worse ductility, current seismic code restrictions on the use of high-strength concrete shear wall in earthquake area the result of design of high-strength concrete shear wall seismic performance of high strength concrete, overcome the shortcomings, so that it can be more effectively applied to the seismic area of high-rise building shear wall and core tube, is of great significance.
This paper designed 4 steel reinforced high-strength concrete shear wall and 3 high-strength concrete core specimens were quasi static test and bending test, to study the seismic performance, based on the simulation analysis of the specimen loading process and compared with the experimental results by using ABAQUS finite element software. This paper mainly completes the following the work of:
1) 4 steel tube high-strength concrete shear wall specimens were tested under low cyclic loading. The failure process was observed, and their seismic performance was studied. The influence of concrete strength grade, axial compression ratio and stirrup ratio on the failure mode of high strength concrete shear wall was analyzed.
2) analysis of the concrete strength, axial compression ratio, stirrup ratio and other factors on steel high strength concrete shear wall hysteretic behavior, deformation capacity, stiffness degradation and energy dissipation capacity. Experimental results show that the initial steel of high strength concrete shear wall stiffness, high bearing capacity, stiffness degradation and slow load failure, plump hysteretic curve, energy dissipation ability, good seismic performance;
3) of 2 high strength concrete filled steel tube specimens and 1 high reinforced concrete core tube boundary element specimens and the bending level under monotonic loading, observe the failure process, the failure pattern, load displacement curve, deformation capacity is analyzed. The experimental results show that the core tube high strength concrete, as a whole, through the appropriate form of reinforcement (increase high reinforcement ratio of boundary element (or structure) with high strength concrete filled steel tube), compared with ordinary concrete core, not only can improve the bearing capacity, but also has very good ductility;
4) on the basis of experimental research, the reasonable simplification of the boundary and contact conditions, establishing the mechanical model of high strength concrete shear wall steel pipe using nonlinear finite element software ABAQUS, numerical simulation of monotonic loading, and the simulation results are compared with experimental results.
The purpose of this experiment is to study the seismic behavior of high strength concrete shear wall, and provide basis for aseismic design of steel tube high strength concrete shear wall, and promote the application of this shear wall in practical engineering.
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TU398.9
【参考文献】
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本文编号:1516573
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