装配式新型双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能的研究

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钢板组合剪力墙由于自身良好的刚度、强度和稳健的滞回循环,因而被广泛用为高层建筑结构中的抗侧力构件。基于此,本文提出一种可实现装配化施工的新型双钢板混凝土组合剪力墙,该剪力墙结构通过“L”形钢板把剪力墙内部分成一定数目的空腔,再在空腔内部填充混凝土,两者共同组成装配式新型双钢板混凝土组合剪力墙结构。该剪力墙结构能构充分结合两种材料的力学性能特点,具有良好的抗震性能,是一种性能优越的抗侧力构件。本文将系统地从试验研究、数值模拟和理论计算三个方面系统地分析装配式新型双钢板混凝土组合剪力墙的抗震性能,主要进行了以下研究:(1)以轴压比和剪跨比为试验参数,设计并制作缩尺比例为0.5的6块剪力墙试件模型。并参考相应的试验规范,确定相应的水平低周往复试验方案,并对试件进行加载,得到试件的破坏现象与荷载-位移相关特征参数。(2)通过分析试验的破坏现象,研究各个剪力墙试件的滞回循环、骨架曲线、延性变形能力、承载力退化、刚度退化、耗能能力、典型应变特征等反映装配式新型双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能的指标,并对比分析试验参数对试验结果的影响,结果表明:试验范围内的轴压比主要影响试试件的刚度,对试件的峰值荷载影响并不明显;而剪切跨度比主要影响试样的峰值载荷和延性。(3)采用ABAQUS对装配式新型双钢板混凝土组合剪力墙进行数值分析,得到模型试件的应力分布、滞回循环以及骨架曲线等模拟结果,并与试验结果进行对比。结果显示两者相差不大,说明所建立的有限元模型能够较好的反映试验试件的抗震性能;在验证模型有效的基础上,装配式新型双钢板混凝土组合剪力墙进行参数化分析,研究了轴压比、剪跨比、高厚比、钢板厚度设计参数对该剪力墙抗震结构性能的影响。(4)在试验结果与有限元分析的基础上,参考相应规范并对试验试件进行受力分析。简化受力模型,推导了装配式新型双钢板混凝土组合剪力墙正截面抗弯计算公式,并对比计算结果与试验结果进行验证。
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