小跨高比连梁抗震性能试验研究与分析

论文摘要

连梁是联肢剪力墙结构中重要的耗能元件,其承载力、延性和耗能能力直接影响着剪力墙的抗震性能。在抗震联肢墙或核心筒结构中,为了保证结构的侧向刚度或使用功能,经常采用小跨高比连梁。已有的试验研究表明,普通配筋小跨高比连梁为剪切破坏,其延性和耗能能力均较差,从而无法满足联肢剪力墙或核心筒结构对延性的要求。针对这一工程问题,本文进行了6个新配筋方案小跨高比连梁试件的抗震性能试验,研究了这种连梁的破坏形态、变形能力和耗能能力。试验结果表明,新配筋方案小跨高比连梁的抗震性能优良,施工方便,是解决小跨高比连梁抗震性能问题的一条有效途径。借助ANSYS程序,对新配筋方案小跨高比连梁进行了非线性有限元分析,数值模拟结果与试验结果吻合较好。基于桁架.拱模型以及本文和其他学者关于小跨高比连梁受剪承载力的试验数据,提出了小跨高连梁的受剪承载力计算公式,公式的计算值与试验值符合较好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 洞口连梁在联肢剪力墙体系中的作用
• 1.2 连梁的震害
• 1.3 国内外连梁的试验研究现状
• 1.3.1 普通配筋钢筋混凝土连梁结构体系
• 1.3.2 斜对角交叉暗柱式配筋钢筋混凝土连梁结构体系
• 1.3.3 菱形配筋钢筋混凝土连梁结构体系
• 1.3.4 设置通缝钢筋混凝土连梁结构体系
• 1.3.5 劲性钢筋混凝土连梁结构体系
• 1.3.6 刚性钢筋混凝土连梁结构体系
• 1.3.7 钢连梁
• 1.3.8 新型组合连梁控制结构体系
• 1.3.9 后张无粘结预应力状配联肢抗震墙的连梁组合体
• 1.3.10 钢管混凝土连梁
• 1.3.11 沿梁截面高度将箍筋分成三层,箍筋之间通过梁腹构造钢筋连接的连梁
• 1.4 中国现有规范有关连梁的设计规定及国外规范对连梁的设计规定
• 1.4.1 中国规范关于连梁设计的要求
• 1.4.2 国外规范对于连梁设计的规定
• 1.5 有待解决的问题及在设计中采取的措施
• 1.5.1 有待解决的问题
• 1.5.2 连梁在设计中采取的措施
• 1.6 本文的研究目的及研究内容
• 第2章 试验方案和试验结果
• 2.1 试件设计
• 2.1.1 设计参数的含义
• 2.1.2 设计计算公式
• 2.1.3 材料强度、配筋情况及构件的设计参数
• 2.1.4 试件设计的计算方法
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 试验装置
• 2.2.2 试验加载制度
• 2.2.3 试验的失效准则
• 2.3 试验的量测内容及方法
• 2.3.1 量测得主要内容
• 2.3.2 量测方法及测点布置
• 2.4 试验现象与试验结果
• 2.4.1 一般说明
• 2.4.2 试件CB-04的试验结果
• 1.试件CB-04的破坏形态
• 2.试件CB-04的荷载-位移滞回曲线
• 2.4.3 试件CB-05的试验结果
• 1.试件CB-05的破坏形态
• 2.试件CB-05的荷载-位移滞回曲线
• 2.4.4 试件CB-06的试验结果
• 1.试件CB-06的破坏形态
• 2.试件CB-06的荷载-位移滞回曲线
• 2.4.5 试件CB-07的试验结果
• 1.试件CB-07的破坏形态
• 2.试件CB-07的荷载-位移滞回曲线
• 2.4.6 试件CB-08的试验结果
• 1.试件CB-08的破坏形态
• 2.试件CB-08的荷载-位移滞回曲线
• 2.4.7 试件CB-09的试验结果
• 1.试件CB-09的破坏形态
• 2.试件CB-09的荷载-位移滞回曲线
• 第3章 试验结果分析
• 3.1 小跨高比连梁的破坏形态
• 3.1.1 弯曲滑移型破坏
• 3.1.2 剪切型破坏
• 3.1.3 弯曲滑移型破坏
• 3.2 新配筋方案连梁破坏形态
• 3.3 设计参数对连梁受力性能的影响
• 3.4 连梁抗震性能分析
• 3.4.1 承载能力退化
• 3.4.2 刚度退化v
• 3.4.3 滞回性能和延性
• 3.4.4 耗能性能
• 3.5 结论
• 第4章 小跨高比连梁新配筋方案的ANSYS分析
• 4.1 引言
• 4.2 ANSYS程序的计算原理和方法
• 4.2.1 单元类型
• 4.2.2 混凝土单元的模拟
• 4.2.3 钢筋单元的模拟
• 4.3 连梁有限元模型的建立
• 4.3.1 连梁试件的截面面积和几何尺寸
• 4.3.2 单元类型
• 4.3.3 材料模型
• 4.3.4 建立FEM模型
• 4.4 有限元分析结构与试验结构的比较
• 4.4.1 承载力分析
• 4.4.2 裂缝开展情况
• 4.4.3 连梁跨度方向应力
• 4.4.4 连梁的第一主应力
• 4.5 结论
• 第5章 小跨高比连梁受剪承载力分析
• 5.1 基本假定
• 5.2 混凝土强度有效系数
• 5.3 桁架模型和拱模型的分析
• 5.4 待定参数的确定
• 5.5 结论
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文