鋼管束組合剪力墻抗震性能試驗及理論研究.pdf

1、鋼管束組合剪力墻是一種鋼與混凝土組合的剪力墻，由不同截面形式的U型鋼連接而成，內(nèi)部澆筑混凝土，形成一種以一字型、T型、L型、Z型為主的多種構(gòu)造形式的新型組合剪力墻-鋼管束組合剪力墻。作為結(jié)構(gòu)體系的主要的抗豎向力和抗側(cè)向力構(gòu)件，具有鋼管壁薄、用鋼量經(jīng)濟、施工速度快、構(gòu)件制作簡單、自重輕等優(yōu)點，有著廣闊的適用性和經(jīng)濟社會效益。作為一種新型結(jié)構(gòu)形式，其抗震性能需要深入的研究。本文深入、系統(tǒng)地對鋼管束組合鋼板剪力墻進行試驗研究、數(shù)值模擬及理論分

2、析，主要研究內(nèi)容如下：
　　（1）設(shè)計了7個與實際工程完全相同的1:1足尺的一字型鋼管束組合剪力墻模型，對其進行低周反復(fù)荷載作用下的擬靜力試驗研究；進行了不同軸壓比、剪跨比、U型鋼截面尺寸、是否布置栓釘?shù)膶Ρ鹊难芯?；通過試驗揭示墻體的破壞機制、受力機理，分析了各個參數(shù)對一字型鋼管束組合剪力墻的滯回曲線、骨架曲線、破壞形態(tài)、承載能力、強度及剛度退化、位移延性系數(shù)及耗能能力等抗震性能指標的影響；并對墻體的剪切變形、側(cè)向變形、關(guān)鍵部分的

3、應(yīng)變進行了研究，分析了墻體的變形機制。
　　（2）與一字型鋼管束組合剪力墻相對比，設(shè)計了5個與實際工程完全相符的1:1足尺的T型鋼管束組合剪力墻模型，對其進行低周反復(fù)荷載作用下的試驗研究；進行了不同軸壓比、腹板端剪跨比、腹板端 U型鋼截面尺寸、是否布置栓釘?shù)膶Ρ?；通過實驗揭示 T型墻體的破壞機制、受力機理，分析了各個參數(shù)對 T型組合剪力墻的滯回曲線、骨架曲線、承載能力、強度及剛度退化、位移延性系數(shù)及耗能能力等抗震性能的影響，并對T

4、型墻體的剪切變形、側(cè)向變形、關(guān)鍵部分的應(yīng)變進行了研究，分析了T型墻體的變形機制。
　?。?）采用非線性有限元軟件對鋼管束組合鋼板剪力墻進行數(shù)值模擬，用試驗結(jié)果驗證了有限元分析結(jié)果的正確性，并對墻體進行了受力全過程分析，研究了鋼管束組合剪力墻應(yīng)力、應(yīng)變分布規(guī)律，得到了剪力墻的受力機理和破壞模式，在此基礎(chǔ)上通過參數(shù)化分析系統(tǒng)的研究了軸壓比、剪跨比、鋼材強度、混凝土強度、鋼板厚度、U型鋼截面尺寸等參數(shù)對鋼管束組合剪力墻抗震性能的影響。<

5、br>　?。?）在試驗數(shù)據(jù)和有限元參數(shù)化分析的基礎(chǔ)上，分析了影響鋼管束組合剪力墻承載力的主要因素，基于疊加理論，推導(dǎo)了適用于鋼管束組合剪力墻正截面壓彎承載力的計算公式；通過分析低剪跨比的鋼管束組合剪力墻的受力模式并對影響抗剪承載力的各種因素進行非線性有限元分析，得出鋼管束組合剪力墻抗剪承載力的構(gòu)成，基于疊加理論并通過統(tǒng)計計算回歸出參數(shù)值，給出抗剪承載力計算公式。
　　（5）在低周反復(fù)荷載試驗研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合鋼管束組合剪力墻的滯回