钢板及螺栓连接装配式混凝土剪力墙结构抗震性能研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wanjia456
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目前装配式结构在国内的运用已越来越广泛,各类装配式结构的性能成为了研究热点,装配式剪力墙的连接方式就是其中之一。本文设计了一种使用钢板及螺栓连接的装配式剪力墙,进行共6个试件的水平往复试验研究,并在试验的基础上进行了有限元模拟。本文研究内容主要包括:(1)基于过往装配式剪力墙试验的相关文献以及有限元分析的前期工作,确定了钢板—螺栓连接装配式剪力墙试验研究的主要研究参数:轴压比和剪跨比,并确定研究参数具体数值,进行试件制作及低周往复加载试验过程的相关设计。(2)对试验的结果进行全面分析,主要包括各试件破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、强度及刚度退化、耗能能力等抗震性能以及加载过程中钢材应变变化。分析结果表明,各试件的破坏现象均为边缘构件底部混凝土压碎剥落,纵筋屈曲、外露,墙身剪压区混凝土呈45度角碎裂,但钢板连接件区域内混凝土损坏较少,钢板连接件性能未能完全发挥,墙体整体呈现出弯剪变形、压弯破坏的特征。随着轴压比的增大,试件的承载能力会相应提高,但是延性也有所降低;剪跨比越大,试件承载能力会更低,在延性上,本文中剪跨比较低时未能看出明显影响,但是高剪跨比能显著增强试件的延性。试件的剪跨比较高或者较低时,都有可能使试件单周加载的耗能能力变差,但由于高剪跨比试件具有更好的变形能力,其在总耗能上的表现更好。(3)使用ABAQUS对试验试件进行有限元建模分析,分析结果与试验结果拟合良好。在此基础上,对该结构进行进一步的参数化分析。分析结果表明,试验前中期,墙身腹部区域的水平筋具有最高的应力水平,而在加载后期,钢筋应力最高的位置为边缘构件的纵筋。混凝土的主要破坏区域为边缘构件的底部以及与墙底边缘成45度角的斜向分布带。(4)采用试验拟合方法,对使用钢板—螺栓连接的装配式剪力墙建立简化的三折线骨架曲线模型,按照三个区段给出的表达式,并在试验及有限元分析的基础上,提出了若干关于使用钢板—螺栓连接的装配式剪力墙的设计建议。
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