两边连接钢板混凝土组合剪力墙滞回性能分析

论文摘要

钢板混凝土组合剪力墙是近年来发展起来的一种新型抗侧力结构构件,相对于钢筋混凝土剪力墙,具有延性好、耗能能力强等优点,同时能有效减小剪力墙厚度,减轻结构自重,增加建筑的使用空间。相对于钢板剪力墙,能有效限制钢板的出平面屈曲,提高钢板剪力墙的耗能能力,同时提高了钢板的抗火性能,无需额外的防火保护措施。两边连接钢板混凝土组合剪力墙是指仅与框架梁相连的剪力墙,相对于四边连接钢板混凝土组合剪力墙,有利于门窗、洞口的开设、同时可以在一跨内分段布置,便于结构的抗侧刚度调整。本文主要对两边连接钢板混凝土组合剪力墙的滞回性能进行研究,完成了以下工作:进行了一两层单跨的钢管混凝土框架-钢板混凝土组合剪力墙结构的试验研究,同时提出一种新型的端部节点连接构造措施。通过试验观察各阶段组合剪力墙的受力模式、结构的变形特点、结构中个构件的屈服过程,分析了结构的刚度、承载力、延性和耗能能力。建立了两边连接钢板混凝土组合剪力墙的有限元分析模型,模型中对混凝土板进行了合理的简化,并考虑了钢板和混凝土板之间的相互作用。有限元结果和试验结果进行对比,验证了有限元模型的正确性。对两边连接钢板混凝土组合剪力墙的滞回性能进行分析,研究了混凝土板和钢板之间的间隙、混凝土板厚度、钢板高厚比、钢板跨高比等参数对其滞回性能的影响。分析结果表明:混凝土板的存在限制了钢板的出平面变形,使不同高厚比下组合组合剪力墙的性能基本相同;随着钢板跨高比的增大,组合剪力墙的承载力和耗能能力逐渐增加。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 组合剪力墙的形式及其发展
• 1.3 国内外的研究现状
• 1.3.1 国外的研究现状
• 1.3.2 国内的研究现状
• 1.4 本文的主要研究内容和方法
• 第2章 两边连接钢板组合剪力墙的试验研究
• 2.1 方法目的
• 2.2 试件设计与制作
• 2.2.1 钢管混凝土框架
• 2.2.2 钢板混凝土组合剪力墙
• 2.2.3 组合剪力墙的局部构造
• 2.3 材料力学性能
• 2.3.1 钢材的力学性能
• 2.3.2 混凝土的力学性能
• 2.4 试验方案
• 2.4.1 加载装置
• 2.4.2 量测装置
• 2.4.3 加载制度
• 2.4.4 层间位移角限值
• 2.5 试验现象与结果分析
• 2.5.1 试验现象
• 2.5.2 结果分析
• 2.5.3 同纯框架试件对比分析
• 2.5.4 应变分析
• 2.6 本章小结
• 第3章 有限元模型的建立与验证
• 3.1 引言
• 3.2 非线性有限元分析介绍
• 3.2.1 有限元法简介
• 3.2.2 结构非线性简介
• 3.3 有限元模型的建立
• 3.3.1 模型建立
• 3.3.2 单元的选取
• 3.3.3 初始几何缺陷的施加
• 3.3.4 材料的本构关系
• 3.3.5 网格划分
• 3.4 与试验结果对比
• 3.5 和他人试验结果的对比
• 3.5.1 试验数据
• 3.5.2 结果对比
• 3.6 本章小结
• 第4章 两边连接组合剪力墙的滞回性能分析
• 4.1 引言
• 4.2 混凝土板同钢板间缝隙的影响
• 4.3 混凝土板厚度的影响
• 4.4 高厚比λ的影响
• 4.5 跨高比β的影响
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢