钢管混凝土边框内藏桁架组合剪力墙抗震试验与理论研究.pdf

文档介绍：摘要大型复杂建筑越来越多，剪力墙及核心筒是高层建筑抗震的主体，承担着绝大部分的地震作用，研制抗震性能好的剪力墙及核心筒是高层建筑抗地震倒塌的关键。钢桁架、剪力墙逑担透钟牖炷种材料优势组合，形成了多重组合剪力墙。裂缝分布区域、提高剪力墙的后期刚度、稳定剪力墙性能的作用。关键词：钢管混凝土；钢桁架：组合剪力墙；抗震性能：试验研究本文提出了钢管混凝土边框内藏桁架组合剪力墙，该新型组合剪力墙将钢管混凝土、当该新型剪力墙的内藏钢桁架斜撑为零杆时，便退化为钢管混凝土边框组合剪力墙。本文对该新型剪力墙进行了较系统的抗震性能试验研究和理论分析。主要贡献如下：岢隽烁止芑炷帘呖蚰诓罔旒茏楹霞袅η娇拐鹦绿逑怠Ｍ瓿闪霾煌合类型、不同轴压比、不同剪跨比、不同混凝土强度、不同抗剪连接键的剪力墙模型在低周反复荷载下的抗震性能试验研究，模型分别按和缩尺。较系统地对各剪力墙的承载力、刚度及其衰减过程、延性、滞回特性、耗能能力和破坏特征等进行了对比分析，为理论分析奠定了基础。⒘烁止芑炷帘呖蚰诓罔旒茏楹霞袅η匠性亓蚧ρＰ秃突指戳δ型，并发展了有限元分析理论模型。通过对剪力墙试验模型的全过程弹塑性有限元分析，揭示了其抗震机理。同时，通过对不同设计参数剪力墙的计算分析，研究了剪跨比、轴压比、桁架斜撑配钢率、钢管边框柱含钢率、分布钢筋配筋率、混凝土强度等级，对剪力墙力学行为的影响规律。计算结果与实测符合较好。隽烁止芑炷帘呖蚰诓罔旒茏楹霞袅η娇拐鹕杓品椒ê凸乖齑胧０适用范围、一般规定、在结构中的布置原则和构造措施。主要结论：止芑炷帘呖蚰诓罔旒茏楹霞袅η降某性亓Α⒀有浴⒑哪苣芰Ρ绕胀ḿ袅墙和钢管混凝土边框剪力墙显著提高。其中，耗能能力比普通剪力墙提高了％，比钢管混凝土边框剪力墙提高了．ァ止芑炷帘呖蚰诓罔旒茏楹霞袅η接肫胀ḿ袅η胶透止芑炷帘呖蚣袅墙相比，具有良好的抗震屈服机制。内藏钢桁架的存在，具有引导裂缝开展、扩大止芑炷帘呖蚰诓罔旒茏楹霞袅η剑捎糜诖笮透丛痈卟憬ㄖ目拐鹕计。总之，本文所研究的钢管混凝土边框内藏桁架组合剪力墙比普通混凝土剪力墙抗震性能显著提高。本文所完成的试验研究及提供的理论分析模型已在典型工程应用中取得了良好效果。工程应用表明，其施工简便，易于推广。
甌甅．％畁甋瑃北京工业大学工学博士学位论文甋．瓹．——一．，Ⅵ畉：．，猯瑂琧，．—琩．。甌畃，瓵琣瑂瑂琯·、Ⅳ甌．琫一Ⅱ一
第绪论引言单一组合剪力墙研究现状及分析．透只炷磷楹霞袅η行了大量的试验研究工作，近年来应用日渐增岁弘。型钢混凝土剪力墙虽然在实践近年来，随着社会经济的发展和城市化进程的加速，高层建筑越来越多，特别钢筋混凝土高层建筑通常由梁、柱、楼板和剪力墙及筒体构成，剪力墙和由剪力墙组成的筒体是高层建筑抗震的核心抗侧力部件，其抗震性能对于高层建筑的安全可靠有着至关重要的作用，研制抗震性能好的剪力墙，是高层建筑抗震设计的关键技术。是追求个性化的大型复杂高层建筑日益增多，对剪力墙及由剪力墙组成的筒体的抗震性能要求也越来越高。因此，国内外不少学者为了改善剪力墙的抗震性能，提出了各种新型的剪力墙，如各种类型的开缝剪力墙和组合剪力墙。其中，开缝剪力墙主要包括：同济大学吕西林教授提出的填充氯丁橡胶带的带缝剪力墙欢洗笱Ю爱群教授提出的采用摩阻式控制装置的带缝剪力墙【浚磺寤4笱б读衅浇淌谔岢龅乃功能带缝剪力墙【；东南大学戴航提出的带水平短缝槽形成蜗魅醯牡图袅η降取组合剪力墙按照组合形式可分为单一组合剪力墙，双重组合剪力墙和多重组合剪力墙。单一组合剪力墙是指只采用一种组合形式的剪力墙，应用和研究最多的是钢一混凝土材料组合剪力墙，主要包括：型钢和钢筋混凝土组合剪力墙，即型钢混凝土剪力墙；带钢管混凝土边框的剪力墙：钢板和钢筋混凝土组合的剪力墙。双重组合剪力墙是指采用两种组合形式的剪力墙，如不同受力体系和不同材料的双重组合，曹万林教授课题组在近年对这种剪力墙进行了较为深入的研究。本文提出的新型组合剪力墙即钢管混凝土边框内藏桁架组合剪力墙属于多重组合剪力墙。我国从世纪年代开始应用型钢混凝土峁梗甏衅谝院蠼中已有一些应用，但过去对其性能研究较少，认识不够，因而应用也较为有限。随着峁辜盎旌辖峁沟墓惴河τ茫透只炷磷楹霞袅η奖亟ǔ晌3Ｓ霉辜缎钢混凝土组合结构技术规程》【编入了型钢混凝土剪力墙设计的内容。年代初清华大学就对袅η浇辛丝雇湫阅苁匝檠芯俊．疚J验时的模型及截面配筋形式。给出了轴压比在玂．时，中、高型钢混凝土剪力墙的破坏形态、开裂荷载、极限承载能力和塑性铰区高度等，提出了相对位移限第滦髀
邗茸蚓■痪力墙的试验研刭以，图为试件的外形尺寸及配筋图。试验表明，劲性混凝土边力墙进行了抗震性能试验研刭鰁上以格子形空腹型钢构件为主。年，日本主要研究了旱目雇湫阅堋制及构造措施等设计建议：年对四片钢骨混凝土剪力墙进行了其抗剪性能的试验，考察了破