钢筋钢纤维混凝土剪力墙抗震与抗裂性能试验研究

论文摘要

随着多、高层建筑的增多以及混凝土结构的广泛应用,钢筋混凝土剪力墙由于具有侧向刚度大、承载力高、耗能能力强等特点,已经得到了越来越广泛的工程应用。但随着建筑高度的增加以及混凝土强度等级的提高,带来的剪力墙截面减小,从而导致墙体破坏时脆性的增大,使得剪力墙抗震性能降低的问题也日益突出。钢纤维混凝土以其卓越的延性特质及良好的抗裂及耗能性能得到了普遍认可,目前已经广泛应用于交通、桥梁、工业与民用建筑等行业,但对于钢纤维混凝土剪力墙结构的研究目前还比较少。为此,本文通过对5片钢筋钢纤维混凝土剪力墙和1片普通钢筋混凝土剪力墙的低周反复试验,研究了钢纤维的加入对钢筋混凝土剪力墙构件抗震性能的影响。主要工作如下:(1)研究了钢纤维体积率及钢纤维混凝土强度的变化对剪力墙延性、耗能能力、刚度等性能的影响规律。(2)研究了钢纤维体积率及钢纤维混凝土强度的变化对剪力墙正截面抗裂性能的影响,结合普通钢筋混凝土剪力墙正截面开裂弯矩的计算理论,提出了钢纤维混凝土剪力墙的正截面抗裂计算模型及相应的计算公式,并对计算公式进行了简化。(3)对试验过程中部分裂缝宽度进行了全过程记录,分析了裂缝宽度的发展过程,探讨钢纤维对剪力墙构件裂缝宽度的影响,得出钢纤维对混凝土结构裂缝宽度影响的一般规律。研究结果表明,在普通混凝土剪力墙结构中掺入适量的钢纤维,可以起到阻裂、增强、增韧和提高延性等效果,在抗震区具有较好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 钢纤维混凝土的发展
• 1.3 钢纤维混凝土的应用
• 1.4 钢纤维混凝土国内外研究概况
• 1.5 剪力墙的研究现状及本课题的意义
• 1.6 本文的主要研究内容及特色创新
• 1.6.1 研究内容
• 1.6.2 主要工作
• 第2章 试验研究概况
• 2.1 研究试验目的
• 2.2 试验材料及配筋情况
• 2.2.1 试验材料
• 2.2.2 配筋情况
• 2.3 试件的设计与制作
• 2.3.1 钢纤维混凝土剪力墙构件的设计
• 2.3.2 试件制作
• 2.4 加载方案
• 2.5 试验内容和测量设备
• 2.5.1 试验内容
• 2.5.2 试验设备
• 第3章 试验过程及现象描述
• 3.1 第一系列试件的破坏形态及现象描述
• 3.1.1 BSWA-00-40试件的破坏形态及试验现象描述
• 3.1.2 BSWA-10-40试件的破坏形态及试验现象描述
• 3.1.3 BSWA-15-40试件的破坏形态及试验现象描述
• 3.1.4 BSWA-20-40试件的破坏形态及试验现象描述
• 3.2 第二系列试件的破坏形态及现象描述
• 3.2.1 BSWA-10-30试件的破坏形态及试验现象描述
• 3.2.2 BSWA-10-40试件的破坏形态及试验现象描述
• 3.2.3 BSWA-10-70试件的破坏形态及试验现象描述
• 第4章 延性及耗能能力分析
• 4.1 延性及耗能能力的影响因素
• 4.2 滞回曲线
• 4.2.1 第一系列构件的滞回曲线
• 4.2.2 第二系列构件的滞回曲线
• 4.3 骨架曲线
• 4.3.1 第一系列构件的骨架曲线
• 4.3.2 第二系列构件的骨架曲线
• 4.4 延性性能分析
• 4.4.1 第一系列构件的延性系数
• 4.4.2 第二系列构件的延性系数
• 4.4.3 小结
• 4.5 耗能性能分析
• 4.5.1 第一系列构件的能量耗散系数
• 4.5.2 第二系列构件的能量耗散系数
• 4.5.3 小结
• 4.6 刚度分析
• 4.6.1 第一系列构件的刚度退化曲线
• 4.6.2 第二系列构件的刚度退化曲线
• 第5章 正截面抗裂验算及裂缝宽度分析
• 5.1 钢纤维混凝土的抗裂机理
• 5.2 开裂弯矩的影响因素
• 5.2.1 剪力墙构件的开裂弯矩实测值
• 5.2.2 钢纤维体积率ρf的影响
• 5.2.3 混凝土强度等级的影响
• 5.3 截面抗裂验算
• 5.3.1 钢筋钢纤维混凝土受弯构件正截面抗裂计算模型及公式
• 5.3.2 钢筋钢纤维混凝土剪力墙正截面抗裂计算模型及公式
• 5.4 最大裂缝宽度分析
• 5.4.1 最大裂缝宽度
• 5.4.2 裂缝开展形态及其影响因素
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢