【摘要】：剪力墻由墻肢和連梁構(gòu)成,而連梁是剪力墻中十分重要的構(gòu)件,將各片墻肢聯(lián)系起來,使各片墻肢共同抵抗傾覆力矩,是剪力墻結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度的重要來源。在結(jié)構(gòu)層面,連梁是剪力墻結(jié)構(gòu)的“保險(xiǎn)絲”,當(dāng)遭遇地震作用時(shí)連梁首先開裂,梁段形成塑性鉸耗散地震能量的同時(shí)保護(hù)主體結(jié)構(gòu)。針對目前連梁的不足,課題組結(jié)合不銹鋼具有低比例極限,良好的延性和應(yīng)變硬化能力且其設(shè)計(jì)強(qiáng)度低于普通碳素鋼等特點(diǎn),提出四種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型不銹鋼耗能連梁,分別為可更換不銹鋼耗能梁段、開孔式可更換不銹鋼耗能梁段、雙階屈服耗能不銹鋼連梁與開孔式雙階屈服耗能不銹鋼連梁。本文采用大型通用有限元軟件Abaqus對耗能單元、可更換不銹鋼耗能梁段和雙階屈服耗能不銹鋼連梁的力學(xué)性能進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究,并對三層均裝設(shè)雙階屈服耗能不銹鋼連梁的雙肢剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線性抗震性能研究,完成了從耗能單元、耗能構(gòu)件到耗能子結(jié)構(gòu)三個(gè)層面的遞進(jìn)研究,具體研究內(nèi)容如下:(1)提出了基于實(shí)際工程需求的金屬耗能單元設(shè)計(jì)方法,合理設(shè)計(jì)了27個(gè)不同參數(shù)的耗能單元進(jìn)行有限元數(shù)值模擬分析,在驗(yàn)證有限元模擬方法準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上,研究腹板金屬類型、開孔形式、開孔數(shù)量、開孔率、翼緣和腹板厚度比以及翼緣金屬類型對其力學(xué)性能的影響,并為實(shí)際工程提出建議取值。(2)結(jié)合不銹鋼金屬材料性能以及耗能單元開孔形式的規(guī)律性,提出四種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型不銹鋼耗能連梁,分別為可更換不銹鋼耗能梁段、開孔式可更換不銹鋼耗能梁段、雙階屈服耗能不銹鋼連梁與開孔式雙階屈服耗能不銹鋼連梁。對比分析了多種可更換耗能梁段的力學(xué)性能,闡述了雙階屈服耗能不銹鋼連梁的特點(diǎn),并對雙階屈服耗能不銹鋼連梁與開孔式雙階屈服耗能不銹鋼連梁的雙階屈服機(jī)制進(jìn)行了初步的研究。(3)針對雙階屈服耗能不銹鋼連梁設(shè)計(jì)了13個(gè)構(gòu)件,研究一階耗能段腹板金屬類型、一階耗能段與二階耗能段長度比、一階耗能段腹板寬厚比、整體連梁腹板高厚比、翼緣和腹板厚度比、一階耗能段加勁板的布置位置對其力學(xué)性能的影響。此外分別設(shè)計(jì)了9個(gè)開孔式雙階屈服耗能不銹鋼連梁和9個(gè)開孔式雙階屈服普通鋼連梁,初步探究了開孔率比值對其力學(xué)性能的影響。(4)驗(yàn)證了采用大型通用有限元軟件Abaqus建立雙肢混凝土剪力墻的正確性,采用等承載力設(shè)計(jì)的連梁替換方法設(shè)計(jì)了三層均裝設(shè)雙階屈服耗能不銹鋼連梁的雙肢剪力墻(TSW),并對這CSW和TSW進(jìn)行了靜力推覆模擬分析,對比分析了兩個(gè)試件的推覆曲線、整體結(jié)構(gòu)變形、構(gòu)件屈服順序、混凝土最終形態(tài)、鋼筋網(wǎng)籠最終形態(tài)。
【圖文】：

第一章 緒論1.1 選題背景高層、超高層建筑是現(xiàn)代城市的主要建筑形式之一，為滿足高層建筑在側(cè)向作用下變形、舒適度等要求，，結(jié)構(gòu)自身需要具備很大的抗側(cè)剛度，因此剪力墻結(jié)構(gòu)或框架-剪力墻結(jié)構(gòu)是高層建筑中廣泛采用的結(jié)構(gòu)體系。剪力墻由墻肢和連梁構(gòu)成，而連梁是剪力墻中十分重要的構(gòu)件，將各片墻肢聯(lián)系起來，使各片墻肢共同抵抗傾覆力矩，是剪力墻結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度的重要來源。在結(jié)構(gòu)層面，連梁是剪力墻結(jié)構(gòu)的“保險(xiǎn)絲”，當(dāng)遭遇地震作用時(shí)連梁首先開裂，梁段形成塑性鉸耗散地震能量的同時(shí)保護(hù)主體結(jié)構(gòu)。對跨高比較小的鋼筋混凝土連梁而言，其破壞通常為脆性破壞，耗能能力較弱。因而，尋求一種能夠提高延性、提高耗散地震能量能力、保障結(jié)構(gòu)安全的新型連梁構(gòu)造形式是剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能研究內(nèi)容中亟需解決的問題。

圖 1-2 傳統(tǒng)鋼筋混凝土連梁示意圖梁 RC 連梁出一種新型配筋方式，通過在鋼筋混凝土度及延性。該方法可以提高鋼筋混凝土連環(huán)加載條件下其破壞機(jī)理為滑動(dòng)剪切破壞所用的縱筋和箍筋層過多，施工難度大，圖 1-2 對角交叉配筋 RC 連梁示意圖
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU391

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本文編號：2673190