带竖向拼缝的叠合板式混凝土墙板抗震性能试验研究

论文摘要

叠合板式混凝土剪力墙结构体系在德国等国家已经得到广泛的应用,该结构体系的优点在于施工方便快捷、有利于环保、工业化生产、构件质量容易控制等,但大多数都没有考虑抗震设防的问题。本文在合肥国家住宅产业化基地引进德国先进的混凝土墙板、楼板等预制构件生产工艺技术与生产线的工程背景下,对带竖向拼缝的叠合板式混凝土剪力墙的抗震性能进行了低周反复加载试验。本文主要做了以下工作:1.从试验构件的设计与制作、试验中测点的布置与数据的采集、试验加载制度等方面详细阐述带竖向拼缝叠合板式混凝土剪力墙抗震性能试验的方案设计;2.对在竖向拼缝处采用不同构造措施的叠合板式混凝土剪力墙墙板在水平地震作用下的受力状态、变形性能和最终破坏形态进行验证性的试验研究,从试件裂缝开展情况、应力应变情况、墙板的滞回特性、承载力特征点、刚度退化、延性及耗能性能等方面对试验结果进行了详细的阐述;3.在试验的基础上,另外设计两个试件,运用大型通用有限元软件ANSYS对现浇剪力墙墙板和叠合板式混凝土剪力墙墙板建立有限元模型,进行单调加载下的非线性有限元分析,并和试验结果进行对比。通过有限元计算结果和试验结果的对比和分析,得到以下主要结论:叠合板式混凝土剪力墙结构在竖向拼缝处有可靠构造措施连接情况下,通过后浇混凝土形成整体结构后,其破坏形态、整体性、承载力、延性及耗能等抗震性能可认为与现浇钢筋混凝土剪力墙结构无异。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图清单
• 表格清单
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 几种新型钢筋混凝土剪力墙
• 1.2.1 设置耗能装置的带竖缝剪力墙
• 1.2.2 双功能带缝剪力墙
• 1.2.3 钢骨混凝土剪力墙
• 1.2.4 带暗支撑剪力墙
• 1.3 叠合板式混凝土剪力墙介绍
• 1.4 本课题国内外研究现状及意义
• 1.4.1 国内外研究现状
• 1.4.2 本课题研究的意义
• 1.5 本文研究的主要内容
• 第二章 钢筋混凝土结构非线性有限元理论
• 2.1 有限元法概述
• 2.2 钢筋混凝土结构非线性有限元理论在 ANSYS 中的实现
• 2.2.1 ANSYS 简介
• 2.2.2 单元类型的选取
• 2.2.3 材料本构关系及破坏准则
• 2.2.4 ANSYS 中钢筋混凝土有限元模型
• 2.2.5 ANSYS 中求解方法及求解收敛问题
• 2.3 本章小结
• 第三章 带竖向拼缝叠合板式砼剪力墙抗震性能试验
• 3.1 结构试验概述
• 3.2 试验目的
• 3.3 试验构件的设计与制作
• 3.3.1 试验构件的尺寸、数目与形状
• 3.3.2 试验构件的材料性能
• 3.4 测点的布置和数据的采集
• 3.4.1 位移计的安装及位移测量
• 3.4.2 应变片的粘贴布置和应变测量
• 3.4.3 裂缝观测与描绘
• 3.5 试验装置及加载制度
• 3.5.1 试验加载设备
• 3.5.2 试验加载制度
• 3.6 裂缝开展分布描述与破坏形态分析
• 3.6.1 SW-1 墙板
• 3.6.2 SW-2 墙板
• 3.6.3 SW-3 墙板
• 3.6.4 墙板破坏特征与形态
• 3.7 应变片数据分析
• 3.7.1 钢筋应变片对比分析
• 3.7.2 混凝土应变片对比分析
• 3.8 墙板变形能力和耗能能力分析
• 3.8.1 荷载-位移滞回特性
• 3.8.2 骨架曲线特征点参数
• 3.8.3 延性性能分析
• 3.8.4 刚度退化分析
• 3.8.5 耗能能力分析
• 3.9 本章小结
• 第四章 带竖向拼缝叠合板式砼剪力墙的有限元分析
• 4.1 各试件有限元模型的建立
• 4.1.1 单元选取及模型建立
• 4.1.2 材料性能
• 4.1.3 网格划分
• 4.1.4 加载及边界条件处理
• 4.2 有限元计算结果
• 4.2.1 单调加载下试件荷载-位移关系及刚度退化的分析
• 4.2.2 试件裂缝发展过程
• 4.2.3 试件应力云图分析
• 4.3 试验结果与有限元分析结果对比
• 4.3.1 试件荷载-位移关系对比
• 4.3.2 试件刚度退化过程对比
• 4.3.3 试件延性对比
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果