高強混凝土-型鋼組合剪力墻抗震性能試驗及理論研究.pdf

1、本文針對國內外剪力墻的研究現狀，重點對高強混凝土—型鋼組合剪力墻與內嵌聚苯板高強混凝土復合剪力墻的抗震性能進行研究，將試驗手段、有限元數值模擬方法和理論分析結合起來。首先對兩種類型的六榀剪力墻進行抗震性能試驗研究，然后對剪力墻進行非線性有限元分析，并在此基礎上進行剪力墻抗震性能影響因素的參數分析，最后提出兩種類型剪力墻的承載力簡化計算公式和恢復力模型。本文的具體研究工作和成果如下： (1)首次對高強混凝土_型鋼組合剪力墻進行了低

2、周反復荷載下的抗震性能試驗研究，對其剛度及其衰減過程、承載力、延性、滯回特性、耗能能力、屈服機制、破壞特征等進行了較系統(tǒng)地分析，結果表明：型鋼框架及斜向支撐對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大，并分布得更為均勻；在此基礎上，本文還將高強混凝土_型鋼組合剪力墻與相應的普通強度混凝土剪力墻進行了對比，結果表明：各高強混凝土剪力墻的開裂荷載、屈服荷載、極限荷載均比

3、普通強度混凝土剪力墻的相應荷載要大，二者的破壞形態(tài)也基本相同，高強混凝土組合剪力墻與普通強度混凝土剪力墻相比，同樣具有良好的延性。 (2)首次對配筋率不同的三榀內嵌聚苯板高強混凝土復合剪力墻進行了低周反復荷載下的抗震性能試驗研究，對其剛度及其衰減過程、承載力、延性、滯回特性、耗能能力、屈服機制、破壞特征等進行了較系統(tǒng)地分析。結果表明：通過加設斜向支撐，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、強混凝土復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混凝土—型鋼組合剪力墻的非線性有限元分析模型，對其進行了非線性有限元分析。模擬了三個剪力墻試件在單調荷載作用下的荷載—位移曲線，并與低周反復荷載作用下試驗的骨架曲線進行了對比分析，對比分析結果表明，模擬曲線的結果與試驗骨架曲線吻合較好。在此基礎上，進一步分析了混凝土強度等級、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剪力墻性能的影響。 (4)利用有限元分析軟件對帶有鋼框架的內嵌聚苯板高強混凝土復合剪力墻進行了實體有限元模擬分析，研究高強混凝土復合剪力墻在單調荷載作用下的荷載一位移骨架曲線及其承載力，從數值分析角度進一步了解內嵌聚苯板高強混凝土復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，并將計算所得的荷載—位移曲線與試驗所得的

6、骨架曲線進行比較，結果表明二者吻合較好。在此基礎上，通過調整混凝土強度等級、軸壓比、配筋率等參數，討論其對高強混凝土復合剪力墻抗震性能的影響。 (5)在試驗研究的基礎上，通過參考現有規(guī)范規(guī)程及力學理論分析，給出了高強混凝土—型鋼組合剪力墻的各項力學指標的計算公式，其中包括抗彎開裂荷載計算公式、抗彎極限承載力計算公式以及各階段的剛度計算公式，用這些公式計算得到的結果與實測的結果吻合較好；根據試驗曲線和理論公式建立了反復荷載作用下各