预应力钢骨混凝土短肢剪力墙抗震性能试验研究

论文摘要

针对短肢剪力墙结构的缺点,本文将预应力技术与钢骨混凝土结合起来,用于短肢剪力墙中,提出了一种新型的结构——预应力钢骨混凝土短肢剪力墙结构。预应力为水平向施加,使得剪力墙的边缘构件在包括竖向压力及型钢的侧向约束的作用下处在双向甚至三向受压应力状态,以提高短肢剪力墙的承载力和延性性能,达到提高其抗震性能的目的,为短肢剪力墙结构的应用开辟更为广阔的空间。本文拟通过试验对这种新型的短肢剪力墙结构的承载力以及抗震性能进行研究和探讨,开展了以下几方面的工作:设计制作了三个“一”字形钢骨混凝土短肢剪力墙试件,其中一个为普通钢骨混凝土短肢剪力墙试件,两个为预应力钢骨混凝土短肢剪力墙试件。通过低周反复加载的试验方法,实测了试件的荷载—位移滞回曲线,计算了试件的延性系数、功比指数、等效粘结阻尼系数、承载力降低系数以及环线刚度等指标。分析了预应力对钢骨混凝土短肢剪力墙的破坏形态、承载力和抗震性能的影响。试验及分析表明,与普通钢骨混凝土短肢剪力墙相比,预应力钢骨混凝土短肢剪力墙由于预应力的存在,抑制了裂缝的发展,破坏形态有所改善,承载力与刚度提高明显,耗能性能有所提高,但延性变化不大。因此,预应力钢骨混凝土短肢剪力墙具有更高的承载力和更好的整体工作性能,为提高短肢剪力墙结构的最大适用高度以及适用范围提供了一种有效途径。最后,本文根据试验中反映出的问题,对下一步研究工作提出了一些建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 短肢剪力墙结构概述
• 1.2 钢筋混凝土短肢剪力墙结构国内外研究现状
• 1.3 钢骨混凝土结构和预应力混凝土结构的研究现状
• 1.3.1 钢骨混凝土结构
• 1.3.2 预应力混凝土结构
• 1.4 问题的题出与选题意义
• 1.5 本文主要研究内容
• 1.6 本章小节
• 第二章 试件的设计制作与试验方法
• 2.1 试验研究的目的
• 2.2 试件设计
• 2.2.1 试件模型的相似关系
• 2.2.2 试件尺寸
• 2.2.3 试件配筋
• 2.2.4 预应力的设计
• 2.3 试件制作
• 2.4 材料力学性能
• 2.5 试件测试点布置与试验测量内容
• 2.5.1 钢骨、钢筋应变片布置
• 2.5.2 混凝土应变片布置
• 2.5.3 位移传感器的布置
• 2.5.4 试验测量内容
• 2.6 试件的加载方案
• 2.6.1 试验方法
• 2.6.2 试验加载装置
• 2.6.3 加载制度
• 2.6.4 加载与测量设备
• 2.7 本章小节
• 第三章 试验过程及试件破坏形态分析
• 3.1 试验过程控制
• 3.1.1 屈服的确定
• 3.1.2 极限荷载和破坏的确定
• 3.1.3 开裂荷载的确定
• 3.1.4 破坏形态
• 3.2 破坏过程描述及破坏形态分析
• 3.2.1 试件 SW-1
• 3.2.2 试件 SW-2
• 3.2.3 试件 SW-3
• 3.3 破坏形态对比分析
• 3.4 本章小节
• 第四章 预应力钢骨混凝土短肢剪力墙承载力及抗震性能分析
• 4.1 承载力对比分析
• 4.2 抗震性能分析
• 4.2.1 墙肢顶部荷载—位移滞回曲线
• 4.2.2 墙肢顶部荷载—位移滞回曲线的骨架曲线
• 4.2.3 延性分析
• 4.2.4 耗能分析
• 4.2.5 承载力退化
• 4.2.6 刚度退化
• 4.3 本章小节
• 第五章 结论与展望
• 5.1 本文主要结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文
• 致谢