不同肢厚比框支短肢剪力墙斜柱式转换层结构的抗震试验研究

论文摘要

针对目前工程中广泛应用但理论研究尚不完善的框支短肢剪力墙结构,本文通过对三榀墙肢宽厚比分别为5、6、7的斜柱式框支短肢剪力墙结构试件,在竖向荷载和水平低周反复荷载作用下的拟静力试验研究,对比分析斜柱式框支短肢剪力墙结构墙肢不同宽厚比试件的实验结果,得出墙肢宽厚比的变化对试件受力性能的影响,包括试件在整个试验过程中的宏观现象,各部分的应力应变分布情况。在试验和分析结果的基础上,揭示出该转换结构的在竖向荷载下的受力机理、承载能力、破坏形态以及水平荷载下的滞回特性、变形能力、延性系数等抗震耗能及其破坏机制等,揭示出采用斜柱式转换框支短肢剪力墙结构在竖向荷载下以及水平荷载下的抗震性能,从而为实际工程中这种斜柱式转换结构的合理设计提供了部分依据。试验结果表明,采用斜柱式转换的框支短肢剪力墙结构具有良好的的屈服及破坏机制,经过合理设计的框支短肢剪力墙结构具有良好的抗震性能。此类结构滞回曲线的滞回环饱满,具有较好的延性性能和耗能能力,各层刚度分布比较均匀,其弹性及弹塑性变形过程中各层变形性能较为稳定。随着短肢剪力墙墙肢肢厚比的增大,结构的刚度有明显增强,内力分布趋于均匀,使结构受力更为合理,但当墙肢长度增至一定程度后,这种有利的影响就不再明显,从三个试件的分析结果看,短肢墙肢厚比适中的试件抗震性能更好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 短肢剪力墙结构的研究现状
• 1.2.1 短肢剪力墙结构的特点
• 1.2.2 短肢剪力墙结构的研究现状
• 1.2.3 框支短肢剪力墙结构的特点
• 1.2.4 框支短肢剪力墙结构的研究现状
• 1.3 转换层结构的研究现状
• 1.3.1 梁式转换
• 1.3.2 厚板转换
• 1.3.3 箱形转换
• 1.3.4 桁架转换
• 1.3.5 斜柱式转换
• 1.4 斜柱转换的应用与研究现状
• 1.5 本文的研究背景和内容
• 1.5.1 我校相关课题的研究现状
• 1.5.2 本文研究的内容
• 2 试件设计及试验方案
• 2.1 基于弹性有限元的试件设计
• 2.2 试件的内力计算方法
• 2.3 试件的计算配筋与调整
• 2.3.1 转换梁设计
• 2.3.2 斜柱设计
• 2.3.3 剪力墙设计
• 2.3.4 框支柱设计
• 2.3.5 传力梁设计
• 2.3.6 试件W9-2 和W9-3 的设计
• 2.4 试验目的
• 2.5 加载方式与测试内容
• 2.5.1 加载装置
• 2.5.2 荷载提供
• 2.5.3 加载制度
• 2.5.4 数据采集
• 2.5.5 量测内容
• 2.6 材料的力学性能
• 2.6.1 混凝土的力学性能
• 2.6.2 钢筋的力学性能
• 2.7 说明
• 3 试验现象
• 3.1 试件W9-1 试验现象的描述
• 3.1.1 施加竖向荷载
• y循环过程'>3.1.2 1Δ_y循环过程
• y循环过程'>3.1.3 2Δ_y循环过程
• y循环过程'>3.1.4 3Δ_y循环过程
• y循环过程'>3.1.5 4Δ_y循环过程
• y循环过程'>3.1.6 5Δ_y循环过程
• y～8Δ_y循环过程'>3.1.7 6Δ_y～8Δ_y循环过程
• 3.2 试件W9-2 试验现象的描述
• 3.2.1 施加竖向荷载
• 3.2.2 寻找开裂荷载
• y循环过程'>3.2.3 1Δ_y循环过程
• y循环过程'>3.2.4 2Δ_y循环过程
• y循环过程'>3.2.5 3Δ_y循环过程
• y循环过程'>3.2.6 4Δ_y循环过程
• y循环过程'>3.2.7 5Δ_y循环过程
• y～9Δ_y循环过程'>3.2.8 6Δ_y～9Δ_y循环过程
• 3.3 试件W9-3 试验现象的描述
• 3.3.1 施加竖向荷载
• 3.3.2 寻找开裂荷载
• y循环过程'>3.2.3 1Δ_y循环过程
• y循环过程'>3.2.4 2Δ_y循环过程
• y循环过程'>3.2.5 3Δ_y循环过程
• y循环过程'>3.2.6 4Δ_y循环过程
• y循环过程'>3.2.7 5Δ_y循环过程
• y～18Δ_y循环过程'>3.2.8 6Δ_y～18Δ_y循环过程
• 4 试件W9-1 抗震性能的评价
• 4.1 引言
• 4.2 开裂荷载、屈服荷载、极限承载力及强屈比
• 4.3 结构屈服位移和弹塑性变形
• 4.4 结构P-Δ滞回曲线和骨架曲线分析
• 4.5 结构强度退化分析
• 4.6 结构刚度退化分析
• 4.7 结构耗能能力分析
• 4.8 试件钢筋应变分析
• 4.8.1 转换梁纵筋应变分析
• 4.8.2 转换梁箍筋应变分析
• 4.8.3 斜柱纵筋应变分析
• 4.8.4 斜柱箍筋应变分析
• 4.8.5 框支柱钢筋应变分析
• 4.8.6 短肢剪力墙竖向分布筋应变分析
• 4.8.7 短肢剪力墙水平分布筋应变分析
• 4.9 结构破坏特征、破坏机制
• 5 试件W9-2 抗震性能的评价
• 5.1 引言
• 5.2 开裂荷载、屈服荷载、极限承载力及强屈比
• 5.3 结构屈服位移和弹塑性变形
• 5.4 结构P-Δ滞回曲线和骨架曲线分析
• 5.5 结构强度退化分析
• 5.6 结构刚度退化分析
• 5.7 结构耗能能力分析
• 5.8 试件钢筋应变分析
• 5.8.1 转换梁纵筋应变分析
• 4.8.2 转换梁箍筋应变分析
• 5.8.3 斜柱纵筋应变分析
• 5.8.4 斜柱箍筋应变分析
• 5.8.5 框支柱钢筋应变分析
• 5.8.6 短肢剪力墙竖向分布筋应变分析
• 5.8.7 短肢剪力墙水平分布筋应变分析
• 5.9 结构破坏特征、破坏机制
• 6 试件W9-3 抗震性能的评价
• 6.1 引言
• 6.2 开裂荷载、屈服荷载、极限承载力及强屈比
• 6.3 结构屈服位移和弹塑性变形
• 6.4 结构P-Δ滞回曲线和骨架曲线分析
• 6.5 结构强度退化分析
• 6.6 结构刚度退化分析
• 6.7 结构耗能能力分析
• 6.8 试件钢筋应变分析
• 6.8.1 转换梁纵筋应变分析
• 6.8.2 转换梁箍筋应变分析
• 6.8.3 斜柱纵筋应变分析
• 6.8.4 斜柱箍筋应变分析
• 6.8.5 框支柱钢筋应变分析
• 6.8.6 短肢剪力墙竖向分布筋应变分析
• 6.8.7 短肢剪力墙水平分布筋应变分析
• 6.9 结构破坏特征、破坏机制
• 7 试验结果对比及结论
• 7.1 试验结果对比
• 7.1.1 试件强屈比
• 7.1.2 结构屈服位移和弹塑性变形
• 7.1.3 结构初始刚度
• 7.1.4 结构耗能能力
• 7.1.5 与相应加腋梁式转换结构的对比
• 7.2 结论
• 7.3 后续研究工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录