本文關鍵詞：鋼框架—鋼板單側外包混凝土板組合墻結構滯回性能試驗研究

  更多相關文章： 組合鋼板剪力墻 半剛性鋼框架 試驗研究 滯回性能 鋼筋混凝土蓋板

【摘要】：組合鋼板剪力墻是近年來新興的適用于高層、超高層建筑結構的抗側力體系,相比普通薄鋼板剪力墻,鋼板-混凝土板組合剪力墻以鋼板剪力墻作為基本支撐板,單側或雙側外包混凝土板,為鋼板提供側向約束,限制鋼板的屈曲,提高了結構的抗側剛度,鋼框架因而可以采用半剛性節(jié)點,同時結構兼具優(yōu)良的延性和耗能能力。因此半剛性鋼框架內填組合剪力墻結構是一種值得探索的新型框-剪結構體系。在國內外現(xiàn)有研究的基礎上,首先分析了鋼板剪力墻結構體系的發(fā)展,總結當前鋼板剪力墻的改進形式并分析各自的優(yōu)缺點,引出組合鋼板剪力墻結構。通過分析組合鋼板剪力墻的研究現(xiàn)狀,引入半剛性節(jié)點,將兩者結合起來,總結國內外研究的不足,提出了本文的研究結構:鋼框架-鋼板單側外包混凝土板組合墻結構,簡稱UCSW結構。為研究UCSW新型結構體系的滯回性能,設計了一榀兩層單跨的鋼框架-組合鋼板剪力墻結構試件進行循環(huán)加載試驗研究,根據(jù)試驗數(shù)據(jù)定量分析和評價了UCSW結構的整體、局部性能和傳力機理等方面。試驗結果表明,UCSW結構的破壞模式為:內填鋼板形成細密的斜向拉力帶,魚尾板及螺栓孔處產生局部撕裂;鋼筋混凝土蓋板出現(xiàn)上下貫通的裂縫且邊角處局部壓碎破壞,內側與鋼板接觸面有棋盤狀壓痕;鋼框架柱腳出現(xiàn)水平撕裂,半剛性節(jié)點及梁柱節(jié)點形成塑性鉸。結構由內填鋼板拉力帶變形、半剛性節(jié)點轉動、鋼框架自身變形吸收消耗地震能量,且鋼筋混凝土蓋板也可參與耗能,結構滯回性能優(yōu)異。UCSW結構具有較高的強度儲備,極限荷載達到設計荷載的3.10倍,結構承載力、剛度退化較慢且具有較強的穩(wěn)定性;UCSW結構的整體延性系數(shù)為5.81,最大功耗比達到397.08%,延性和耗能能力較好,且以結構二層組合鋼板墻的變形和耗能為主;UCSW結構側向力傳遞通過魚尾板、鋼板拉桿變形、鋼框架自身變形來完成,結構的內填組合墻承擔86%-98%的水平側向力,鋼框架承擔70%以上的豎向力和傾覆彎矩。在UCSW結構中,鋼筋混凝土蓋板作為輔助構件并不直接參與抗側,而是通過約束鋼板屈曲變形提高結構整體性能。通過與純鋼板剪力墻試件各指標性能的對比分析,發(fā)現(xiàn)UCSW結構的防屈曲性能優(yōu)異,并得出鋼板多波屈曲變形機制及螺栓排布約束機制的防屈曲機理。UCSW結構由于拉力帶屈曲變形被抑制,拉力場效應弱化,結構的變形由普通鋼板剪力墻的拉力帶機制向平面應力響應的機制轉變,拉壓方向同時承載,外側鋼筋混凝土蓋板防屈曲效果明顯。
【關鍵詞】：組合鋼板剪力墻 半剛性鋼框架 試驗研究 滯回性能 鋼筋混凝土蓋板
【學位授予單位】：濟南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU398
【目錄】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 引言11
• 1.2 鋼板剪力墻11-16
• 1.2.1 鋼板剪力墻的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 鋼板剪力墻應用中的不足及改進13-16
• 1.3 組合鋼板剪力墻16-20
• 1.3.1 組合鋼板剪力墻的研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3.2 UCSW結構的提出19-20
• 1.4 本文研究內容20-23
• 1.4.1 前人研究的不足20
• 1.4.2 本文研究工作20-23
• 第二章 UCSW結構循環(huán)加載試驗23-35
• 2.1 試件設計23-27
• 2.1.1 鋼板厚度24
• 2.1.2 混凝土蓋板厚度24-25
• 2.1.3 螺栓連接25-26
• 2.1.4 節(jié)點設計26-27
• 2.2 試驗方案27-33
• 2.2.1 材性試驗27-28
• 2.2.2 加載試驗28-30
• 2.2.3 數(shù)據(jù)采集30-33
• 2.3 本章小結33-35
• 第三章 UCSW結構滯回性能分析35-65
• 3.1 整體性能35-45
• 3.1.1 試驗現(xiàn)象35-39
• 3.1.2 滯回曲線39-40
• 3.1.3 承載能力40-42
• 3.1.4 耗能分析42-43
• 3.1.5 剛度折減43-44
• 3.1.6 延性性能44-45
• 3.2 局部性能45-60
• 3.2.1 內填組合墻45-47
• 3.2.2 框架梁47-51
• 3.2.3 框架柱51-57
• 3.2.4 半剛性節(jié)點57-60
• 3.3 傳力機制60-63
• 3.3.1 側向力60-62
• 3.3.2 傾覆彎矩62-63
• 3.4 本章小結63-65
• 第四章 UCSW結構防屈曲性能分析65-71
• 4.1 防屈曲性能65-67
• 4.2 UCSW結構防屈曲機理67-70
• 4.2.1 鋼板多波屈曲變形機制67-68
• 4.2.2 螺栓排布約束機制68-69
• 4.2.3 應力響應分析69-70
• 4.3 本章小結70-71
• 第五章 結論和展望71-73
• 5.1 結論71-72
• 5.2 后繼工作展望72-73
• 參考文獻73-77
• 致謝77-79
• 附錄79

【參考文獻】

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本文編號：1051093