高強(qiáng)混凝土-型鋼組合剪力墻抗震性能試驗(yàn)及理論研究.pdf

1、本文針對(duì)國(guó)內(nèi)外剪力墻的研究現(xiàn)狀，重點(diǎn)對(duì)高強(qiáng)混凝土—型鋼組合剪力墻與內(nèi)嵌聚苯板高強(qiáng)混凝土復(fù)合剪力墻的抗震性能進(jìn)行研究，將試驗(yàn)手段、有限元數(shù)值模擬方法和理論分析結(jié)合起來。首先對(duì)兩種類型的六榀剪力墻進(jìn)行抗震性能試驗(yàn)研究，然后對(duì)剪力墻進(jìn)行非線性有限元分析，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行剪力墻抗震性能影響因素的參數(shù)分析，最后提出兩種類型剪力墻的承載力簡(jiǎn)化計(jì)算公式和恢復(fù)力模型。本文的具體研究工作和成果如下： (1)首次對(duì)高強(qiáng)混凝土_型鋼組合剪力墻進(jìn)行了低

2、周反復(fù)荷載下的抗震性能試驗(yàn)研究，對(duì)其剛度及其衰減過程、承載力、延性、滯回特性、耗能能力、屈服機(jī)制、破壞特征等進(jìn)行了較系統(tǒng)地分析，結(jié)果表明：型鋼框架及斜向支撐對(duì)提高剪力墻的屈服荷載、極限荷載、開裂剛度和極限剛度都有重要作用，而且型鋼框架及斜向支撐可以使剪力墻裂縫分布范圍擴(kuò)大，并分布得更為均勻；在此基礎(chǔ)上，本文還將高強(qiáng)混凝土_型鋼組合剪力墻與相應(yīng)的普通強(qiáng)度混凝土剪力墻進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明：各高強(qiáng)混凝土剪力墻的開裂荷載、屈服荷載、極限荷載均比

3、普通強(qiáng)度混凝土剪力墻的相應(yīng)荷載要大，二者的破壞形態(tài)也基本相同，高強(qiáng)混凝土組合剪力墻與普通強(qiáng)度混凝土剪力墻相比，同樣具有良好的延性。 (2)首次對(duì)配筋率不同的三榀內(nèi)嵌聚苯板高強(qiáng)混凝土復(fù)合剪力墻進(jìn)行了低周反復(fù)荷載下的抗震性能試驗(yàn)研究，對(duì)其剛度及其衰減過程、承載力、延性、滯回特性、耗能能力、屈服機(jī)制、破壞特征等進(jìn)行了較系統(tǒng)地分析。結(jié)果表明：通過加設(shè)斜向支撐，剪力墻的滯回性能得到改善，隨著配筋率的提高，其滯回曲線的飽滿程度也隨之提高；高

4、強(qiáng)混凝土復(fù)合剪力墻的破壞形態(tài)與普通剪力墻的破壞形態(tài)基本相同，其受力機(jī)理也是與普通剪力墻相一致的。 (3)通過選取合理的單元和材料模型建立高強(qiáng)混凝土—型鋼組合剪力墻的非線性有限元分析模型，對(duì)其進(jìn)行了非線性有限元分析。模擬了三個(gè)剪力墻試件在單調(diào)荷載作用下的荷載—位移曲線，并與低周反復(fù)荷載作用下試驗(yàn)的骨架曲線進(jìn)行了對(duì)比分析，對(duì)比分析結(jié)果表明，模擬曲線的結(jié)果與試驗(yàn)骨架曲線吻合較好。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析了混凝土強(qiáng)度等級(jí)、軸壓比、邊柱縱筋

5、配筋率、邊柱型鋼配鋼率、型鋼支撐配鋼率、鋼筋支撐配筋率、縱向分布鋼筋配筋率、橫向分布鋼筋配筋率對(duì)剪力墻性能的影響。 (4)利用有限元分析軟件對(duì)帶有鋼框架的內(nèi)嵌聚苯板高強(qiáng)混凝土復(fù)合剪力墻進(jìn)行了實(shí)體有限元模擬分析，研究高強(qiáng)混凝土復(fù)合剪力墻在單調(diào)荷載作用下的荷載一位移骨架曲線及其承載力，從數(shù)值分析角度進(jìn)一步了解內(nèi)嵌聚苯板高強(qiáng)混凝土復(fù)合剪力墻在單向水平荷載作用下的承載力、變形、開裂部位及破壞過程，并將計(jì)算所得的荷載—位移曲線與試驗(yàn)所得的

6、骨架曲線進(jìn)行比較，結(jié)果表明二者吻合較好。在此基礎(chǔ)上，通過調(diào)整混凝土強(qiáng)度等級(jí)、軸壓比、配筋率等參數(shù)，討論其對(duì)高強(qiáng)混凝土復(fù)合剪力墻抗震性能的影響。 (5)在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，通過參考現(xiàn)有規(guī)范規(guī)程及力學(xué)理論分析，給出了高強(qiáng)混凝土—型鋼組合剪力墻的各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)的計(jì)算公式，其中包括抗彎開裂荷載計(jì)算公式、抗彎極限承載力計(jì)算公式以及各階段的剛度計(jì)算公式，用這些公式計(jì)算得到的結(jié)果與實(shí)測(cè)的結(jié)果吻合較好；根據(jù)試驗(yàn)曲線和理論公式建立了反復(fù)荷載作用下各