带缝空心保温钢筋混凝土剪力墙抗震性能研究

论文摘要

剪力墙是高层建筑中承受水平荷载的主要构件,但普通剪力墙的刚度大、自重大、延性差等一系列不利因素制约剪力墙在结构中的应用。这些不利因素严重的影响了剪力墙的抗震性能。在剪力墙中设置竖缝可以改变剪力墙的破坏形式,使其由剪切破坏转变为弯剪型破坏或弯曲型破坏,大大提高了剪力墙的抗震性能。在剪力墙的内部填充聚乙烯泡沫塑料,使剪力墙内部形成一系列的竖向孔洞,可以减小剪力墙的自重,内部填充的泡沫具有一定的保温功能,可以减小墙体热传导,具有一定的节能效果。根据带缝空心保温剪力墙的特点设计与制作了3个试件,分别对其进行了低周循环水平荷载试验研究。根据试验结果对其抗震性能进行研究,主要研究了构件的破坏形态、滞回曲线以及骨架曲线等内容。研究结果表明:设置竖缝改变了构件的破坏形态,使其由剪切型破坏转变为弯剪型破坏;在构件极限承载力下降较小的情况下,极限荷载时2号试件的耗能能力比0号试件的耗能能力大21.7%,1号试件的耗能能力比0号试件的耗能能力大16%。表明合理设置竖缝,在承载力下降较小的情况下,可以较大程度改善剪力墙的抗震性能。本实验的1号试件与2号试件的延性系数均大于4,可见本文设计的带竖缝空心保温剪力墙结构具有较好的延性。运用有限元理论对构件进行模拟研究。结合试验结果建立分析模型,对其进行模拟计算,计算结果与试验结果一致。试件的初裂缝位置、裂缝分布、承载力以及破坏形态等与试验结果一致。对影响剪力墙抗震性能的因素进行了研究,表明混凝土强度对剪力墙的承载力影响较大;混凝土强度、轴压比等对剪力墙的抗震影响性能较小。连接键对其抗震性能影响较大,合理地设置连接键可以较好地改善剪力墙的抗震性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究概况
• 1.2.1 国外研究概况
• 1.2.2 国内研究概况
• 1.3 选题背景与本文主要工作
• 1.3.1 选题背景
• 1.3.2 本文主要工作
• 第二章 带缝空心保温剪力墙抗震性能试验概况
• 2.1 试件的设计与制作
• 2.1.1 模型设计及制作概况
• 2.1.2 材料力学性能
• 2.2 试验加载方案与测点布置
• 2.2.1 加载装置
• 2.2.2 加载方式
• 2.2.3 加载控制
• 2.2.4 测试内容与测点布置
• 2.3 本章小结
• 第三章 试验结果分析
• 3.1 试件的加载破坏过程
• 3.1.1 0 号试件的加载破坏过程
• 3.1.2 1 号试件的加载破坏过程
• 3.1.3 2 号试件的加载破坏过程
• 3.2 结构的滞回特性研究
• 3.2.1 结构的滞回曲线
• 3.2.2 结构的耗能能力及分析
• 3.3 结构的骨架曲线和延性研究
• 3.3.1 骨架曲线及其特征点的确定方法
• 3.3.2 特征点的荷载、变形及延性
• 3.4 结构的刚度退化及其规律研究
• 3.5 混凝土荷载-应变关系
• 3.6 本章小结
• 第四章 带缝空心保温剪力墙非线性有限元分析
• 4.1 钢筋混凝土有限元分析方法概述
• 4.1.1 混凝土本构关系及其理论依据
• 4.1.2 混凝土强度准则
• 4.1.3 钢筋的本构模型
• 4.1.4 混凝土裂缝的处理
• 4.1.5 钢筋混凝土结构的有限元模型
• 4.1.6 单元类型的选择
• 4.2 本文非线性有限元方法
• 4.2.1 计算软件介绍
• 4.2.2 带缝空心剪力墙截面等效原则
• 4.2.3 带缝剪力墙有限元模型
• 4.2.4 模型中材料参数的确定
• 4.2.5 边界条件与荷载
• 4.2.6 裂缝表示原理
• 4.2.7 非线性求解过程
• 4.2.8 计算收敛问题
• 4.3 本章小结
• 第五章 有限元分析与试验结果的对比分析
• 5.1 裂缝发展及破坏形式分析
• 5.2 荷载骨架曲线的对比分析
• 5.3 影响带缝空心剪力墙性能的因素
• 5.3.1 混凝土强度
• 5.3.2 轴压比
• 5.3.3 连接键
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表论文
• 致谢