型钢混凝土边框柱密肋复合墙体抗震性能试验研究与延性分析

论文摘要

对于密肋壁板结构,本课题组进行了深入的试验与理论研究。型钢混凝土边框柱密肋复合墙结构是以密肋壁板结构为基础而派生的又一新型结构型式,是密肋复合墙结构研究的延续与深入。本文在分析、总结课题组已有研究成果的基础上,利用试验手段,通过理论研究并结合有限元分析方法,对型钢混凝土边框柱密肋复合墙体的受力性能、破坏特征、承载力、延性以及影响因素进行研究,为型钢混凝土边框柱密肋复合墙体设计方法提供依据。本文的主要研究内容包括:(1)分别进行三榀型钢混凝土边框柱密肋复合墙体试件的拟静力试验,分析型钢混凝土边框柱密肋复合墙体在竖向荷载与水平低周反复荷载共同作用下的受力特点、破坏形态、滞回性能、承载能力、延性以及变形等抗震性能。(2)根据型钢混凝土边框柱密肋复合墙体的特点,对比试验结果,建立适合该复合墙体的非线性三维有限元计算模型。在数值分析结果文件中提取部分钢筋应变,骨架曲线以及各阶段的裂缝图与试验结果进行对比,验证其正确性。(3)针对型钢混凝土边框柱密肋复合墙体的特点,采用理论分析方法确定型钢混凝土边框柱密肋复合墙体的屈服曲率和极限曲率,得到曲率延性比,并建立该复合墙体的截面曲率延性比和位移延性比的关系。(4)采用数值模拟的方法得到不同参数下型钢混凝土边框柱密肋复合墙体位移延性比。根据计算结果分析了复合墙体高宽比、轴压比及型钢率对位移延性比的影响,结合工程实际提出了型钢混凝土边框柱密肋复合墙体的轴压比限值,根据密肋壁板结构装配整体式的施工特点,提出了型钢混凝土边框柱密肋复合墙体边框柱的构造要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 型钢混凝土边框柱密肋复合墙体的提出
• 1.2.1 型钢混凝土边框柱密肋复合墙体的定义
• 1.2.2 型钢混凝土边框柱密肋复合墙体的特点
• 1.3 课题的相关研究现状
• 1.3.1 组合结构研究现状
• 1.3.2 型钢混凝土构件延性的研究现状
• 1.4 本文的主要研究内容
• 2 型钢混凝土边框柱密肋复合墙体抗震性能抗震性能试验研究
• 2.1 试件设计
• 2.1.1 试件选取
• 2.1.2 模型墙体的相似关系
• 2.1.3 试件的材性
• 2.1.4 试件配筋
• 2.1.5 试件制作
• 2.2 加载装置及制度
• 2.2.1 加载装置及设备
• 2.2.2 加载方案
• 2.3 测试方案和测点布置
• 2.4 试验过程及主要现象描述
• 2.4.1 试件GML1
• 2.4.2 试件GML2
• 2.4.3 试件GML3
• 2.5 试验结果及分析
• 2.5.1 应变及试件变形分析
• 2.5.2 承载能力、变形性能、延性、耗能分析
• 2.5.3 滞回曲线
• 2.5.4 骨架曲线
• 2.5.5 刚度及其退化
• 2.6 本章小结
• 3 型钢混凝土边框柱密肋复合墙体非线性有限元分析
• 3.1 模型的建立
• 3.1.1 单元类型
• 3.1.2 材料性质
• 3.1.3 建立模型
• 3.1.4 加载及求解
• 3.2 钢筋应变的试验值与数值解对比
• 3.2.1 GML1底部截面钢筋
• 3.2.2 GML2边框柱外侧钢筋
• 3.3 破坏过程中的各阶段裂缝模拟
• 3.4 骨架曲线对比
• 3.5 本章小结
• 4 型钢混凝土边框柱密肋复合墙体延性分析
• 4.1 延性
• 4.2 位移延性比数值分析
• 4.2.1 计算模型的选取
• 4.2.2 墙体位移延性比的计算结果
• 4.2.3 影响型钢混凝土边框柱密肋复合墙体延性的因素分析
• 4.3 位移延性的理论分析
• 4.3.1 截面曲率延性比计算
• 4.3.2 位移延性比计算
• 4.4 设计建议
• 4.4.1 轴压比限值
• 4.4.2 边框柱构造要求
• 4.5 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文
• 攻读硕士学位期间参加的主要科研项目