【摘要】：隨著城市建設(shè)的高度發(fā)展,高層建筑在我國(guó)有著飛速發(fā)展的需求。建筑功能和類型的不斷更新和變化,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度相對(duì)而言也在逐漸變大,二十世紀(jì)以來(lái)隨著建筑技術(shù)發(fā)展的日新月異,世界各地建筑物高度的不斷刷新,隨之而來(lái)的是各種高強(qiáng)以及高性能的混凝土的發(fā)展及投入使用。但是,高強(qiáng)混凝土自身存在的延性差、脆性破壞等缺點(diǎn),使其使用受到限制。上世紀(jì)七十年代鋼板剪力墻作為一種新型的抗側(cè)力構(gòu)件因其抗側(cè)剛度大,承載力高以及耗能性能好等優(yōu)點(diǎn)開始被研究并應(yīng)用到大量的高層及超高層建筑中。但是在我國(guó)中西部高烈度地區(qū)(抗震設(shè)防烈度8度以上)的二三線城市,經(jīng)濟(jì)水平較低,鋼板剪力墻、型鋼剪力墻耗鋼量大,大量地使用會(huì)造成建筑成本過高。但設(shè)計(jì)人員為滿足我國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)位移角、位移比及軸壓比等指標(biāo)往往將建筑布置較多的剪力墻或者將墻身尺寸設(shè)計(jì)過大,降低了建筑的經(jīng)濟(jì)性以及適用性,造成不必要的浪費(fèi)。較大的墻身尺寸會(huì)造成剪力墻側(cè)移剛度較大,則自振周期越短,地震作用也會(huì)增大,易使剪力墻發(fā)生剪切變形為主的脆性破壞。面對(duì)高烈度地區(qū)對(duì)于中高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出較高的延性及耗能能力的要求,作者試圖通過在剪力墻內(nèi)設(shè)置鋼板帶的措施,探索適當(dāng)?shù)呐滗撀始罢{(diào)整鋼板帶位置使得剪力墻的剛度可以調(diào)整,在地震作用下能夠?qū)ι砹芽p的開展起到有效地限制作用,提高剪力墻的耗能能力以及保證結(jié)構(gòu)具有更好的延性。這對(duì)于保證建筑經(jīng)濟(jì)性、適用性最大化的目的均具有重要的意義。本文主要采用試驗(yàn)與分析相結(jié)合的研究方法,研究如下:為進(jìn)行內(nèi)置鋼板帶-高強(qiáng)混凝土組合剪力墻滯回性能試驗(yàn)的研究,本文作者設(shè)計(jì)了四片內(nèi)置鋼板帶—高強(qiáng)混凝土組合剪力墻(SPRCW-1~4)的試驗(yàn),試件縮尺比為1:4,試件的剪跨比設(shè)計(jì)均為1.8。保證四片剪力墻的試件尺寸、墻身暗柱的配筋率以及墻身的縱筋、水平筋配筋率等其他各項(xiàng)指標(biāo)相同的條件下,調(diào)整墻身內(nèi)鋼板帶及鋼板帶位置兩項(xiàng)指標(biāo),通過試驗(yàn)結(jié)果討論了在不同配鋼率和不相同鋼板帶位置下的內(nèi)置鋼板帶-高強(qiáng)混凝土中高組合剪力墻的抗震性能,并結(jié)合本團(tuán)隊(duì)早期做過的高軸壓比下的帶角鋼暗支撐的型鋼剪力墻試件(HRCW-1)的抗震性能進(jìn)行對(duì)比,主要工作及成果如下:(1)本試驗(yàn)通過控制設(shè)計(jì)軸壓比為0.4,水平荷載采用低周反復(fù)加載的試驗(yàn)方法,得到在墻身內(nèi)不同位置的鋼板帶及不同配鋼率條件下內(nèi)置鋼板帶—高強(qiáng)混凝土中高組合剪力墻的破壞形態(tài)和破壞機(jī)理;(2)鋼板帶的加入相對(duì)于普通的鋼筋混凝土剪力墻可以充分的發(fā)揮混凝土同鋼材兩種材料的優(yōu)勢(shì),試驗(yàn)試件將鋼板帶四周焊接抗剪栓釘同高強(qiáng)混凝土組合起來(lái),保證了兩種材料能夠充分的共同作用,從而研究并分析了內(nèi)置鋼板帶-高強(qiáng)混凝土中高剪力墻試件的抗震性能的各項(xiàng)指標(biāo);(3)分析五個(gè)試件SPRCW-1~4、HRCW-1的變形情況,根據(jù)位移計(jì)的測(cè)量情況經(jīng)過計(jì)算分別得出了五個(gè)試件的彎曲變形、剪切變形以及總變形情況,并得出了彎曲變形、剪切變形在總變形中所占比例。(4)分析總結(jié)了五個(gè)試件中暗柱中縱筋、冷彎薄壁型鋼以及水平鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律。并根據(jù)鋼板應(yīng)變花的測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)合第四強(qiáng)度理論計(jì)算分析了鋼板在各級(jí)位移循環(huán)下的折算應(yīng)力以及剪切變形的情況。(5)分析總結(jié)了五個(gè)試件的骨架曲線、延性,滯回曲線、強(qiáng)度衰減以及耗能能力等變化規(guī)律;并對(duì)比分析了SPRCW-1~4以及HRCW-1的在上述各方面的差異。(6)在試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上根據(jù)虛功原理確立了內(nèi)置鋼板帶-高強(qiáng)混凝土中高剪力墻的初始彈性剛度的計(jì)算模型,并將計(jì)算結(jié)果同試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,初步研究了內(nèi)置鋼板帶-高強(qiáng)混凝土組合剪力墻的初始彈性剛度;(7)在試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上以懸臂深梁為基礎(chǔ),根據(jù)受力平衡原理確立了內(nèi)置鋼板帶-高強(qiáng)混凝土中高剪力墻的力學(xué)模型,并將計(jì)算結(jié)果同試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,初步確定了內(nèi)置鋼板帶-高強(qiáng)混凝土中高剪力墻的抗彎承載能力計(jì)算公式;試驗(yàn)結(jié)果表明,混凝土墻身能夠?qū)︿摪鍘峁┯行У貍?cè)向約束防止鋼板帶發(fā)生平面外屈曲,同時(shí)內(nèi)置鋼板帶加入可以有效地提高墻體的延性及耗能能力,表現(xiàn)出比普通高強(qiáng)混凝土剪力墻更優(yōu)異的抗震性能。同帶角鋼暗支撐的型鋼剪力墻相比,在一定配鋼率且鋼板位置靠近墻身兩側(cè)邊緣構(gòu)件的組合剪力墻具有更好的延性及耗能能力。本論文給出的試驗(yàn)分析結(jié)果和建議可供工程設(shè)計(jì)參考。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU973.16;TU973.31

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本文編號(hào)：2353916