【摘要】：鋼管束組合剪力墻是一種新型鋼與混凝土組合剪力墻,由多個(gè)U型鋼管并排連接在一起,內(nèi)部澆筑混凝土而成。作為多高層建筑中主要承重構(gòu)件和抗側(cè)力構(gòu)件,與傳統(tǒng)鋼筋混凝土剪力墻相比,鋼管束組合剪力墻具有抗側(cè)剛度大、承載力高、延性和抗震性能好等諸多優(yōu)勢(shì),符合綠色建筑和建筑工業(yè)化發(fā)展的需要,具有廣闊的應(yīng)用前景。L型鋼管束組合剪力墻廣泛用于墻體轉(zhuǎn)角處,其截面剪切中心與形心不重合,受力復(fù)雜,并且對(duì)該種剪力墻抗震性能的研究文章極少,因此本文先進(jìn)行L型鋼管束組合剪力墻的抗震性能研究,進(jìn)一步基于一字型鋼管束組合剪力墻的破壞模式和帶端柱鋼筋混凝土剪力墻的優(yōu)勢(shì),新發(fā)展了一種帶端柱鋼管束組合剪力墻,并對(duì)其深入研究。本文的主要研究工作如下:(1)首先,對(duì)現(xiàn)有的一字型鋼管束組合剪力墻,利用ABAQUS建立有限元模型,將數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了有限元建模方式及模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。(2)其次,設(shè)計(jì)了7片L型鋼管束組合剪力墻,利用ABAQUS建立有限元模型,在低周往復(fù)加載下,分析了軸壓比、剪跨比、墻肢高厚比、暗柱U型鋼厚度和U型鋼截面尺寸對(duì)該類(lèi)型剪力墻抗震性能的影響,獲得影響規(guī)律;根據(jù)該類(lèi)型剪力墻應(yīng)力應(yīng)變?cè)茍D,研究其工作機(jī)理。研究表明:該剪力墻主要為彎曲破壞,最終破壞時(shí)腹板角部邊緣破壞嚴(yán)重;當(dāng)翼緣寬度較大時(shí),翼緣底部易發(fā)生平面外彎曲導(dǎo)致承載力下降過(guò)快,建議實(shí)際工程中控制翼緣寬度不超過(guò)450mm。(3)然后,本文發(fā)展了一種新的一字型帶端柱鋼管束組合剪力墻,利用ABAQUS建立有限元模型,同時(shí)建立了無(wú)端柱鋼管束組合剪力墻有限元模型,對(duì)比分析抗震性能,分析結(jié)果表明:端柱可以為該種剪力墻提供有效約束,明顯提高了鋼管束剪力墻承載力和耗能能力,說(shuō)明本文提出的新型一字型帶端柱鋼管束組合剪力墻抗震性能良好,具有明顯的優(yōu)越性。(4)接著,本文考慮軸壓比、端柱鋼板厚度、剪跨比、U型鋼截面尺寸、端柱內(nèi)內(nèi)置鋼管等參數(shù)變化,設(shè)計(jì)了10片一字型帶端柱鋼管束組合剪力墻,建立有限元模型,分析參數(shù)變化對(duì)剪力墻抗震性能的影響,獲得了影響規(guī)律。選擇綜合性能較優(yōu)的一片帶端柱鋼管束組合剪力墻為作為標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件進(jìn)行變參分析,研究軸壓比、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、鋼材強(qiáng)度等級(jí)、鋼板厚度等參數(shù)對(duì)該剪力墻抗震性能的影響,給出了設(shè)計(jì)建議。(5)最后,基于全截面塑性設(shè)計(jì)方法,對(duì)該新型一字型帶端柱鋼管束組合剪力墻,提出并推導(dǎo)了正截面受彎承載力計(jì)算公式,計(jì)算了9片該類(lèi)型剪力墻的承載力,并與有限元模擬結(jié)果分析比較,兩者最大相差僅為8.9%,該計(jì)算公式可以該剪力墻受彎承載力計(jì)算提供理論依據(jù)。
【圖文】：

力墻、H 型鋼梁、鋼筋桁架樓承板組成的一種新型裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)體系。鋼管束組剪力墻由不同截面形式的 U 型鋼通過(guò)二級(jí)全熔透焊接后，內(nèi)部澆筑混凝土而成。根實(shí)際工程需要，鋼管束組合剪力墻截面形式主要包括一字型、T 型、L 型、Z 型，實(shí)工程中剪力墻外部會(huì)采用加氣混凝土板將墻體包裹起來(lái)，起到防止鋼管束銹蝕的作并排連接的 U 型鋼管束將剪力墻分成多個(gè)腔室，可以對(duì)混凝土提供更好的約束用，有效提高其峰值應(yīng)力和極限應(yīng)變；同時(shí)，內(nèi)置混凝土可以防止鋼管束過(guò)早局部屈使鋼材強(qiáng)度得以充分發(fā)揮。鋼管束剪力墻在實(shí)際施工過(guò)程中，由于鋼管束的存在，而必使用模板，既可以節(jié)約成本，又可以加快施工進(jìn)度。總之，和傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)比，鋼管束組合剪力墻結(jié)構(gòu)體系具有施工周期短、建筑垃圾少、得房率高、延性好、震性能好等諸多優(yōu)勢(shì)，符合建筑工業(yè)化的發(fā)展方向，為裝配式建筑的發(fā)展提供了一種的方向。目前鋼管束組合剪力墻結(jié)構(gòu)體系已經(jīng)成功應(yīng)用于杭蕭鋼構(gòu)研發(fā)試驗(yàn)大樓、內(nèi)古包頭萬(wàn)郡大都城項(xiàng)目、杭州蕭山錢(qián)江世紀(jì)城人才專(zhuān)項(xiàng)用房 11 號(hào)樓，如圖 1.1、1.示。

力墻、H 型鋼梁、鋼筋桁架樓承板組成的一種新型裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)體系。鋼管束組剪力墻由不同截面形式的 U 型鋼通過(guò)二級(jí)全熔透焊接后，，內(nèi)部澆筑混凝土而成。根實(shí)際工程需要，鋼管束組合剪力墻截面形式主要包括一字型、T 型、L 型、Z 型，實(shí)工程中剪力墻外部會(huì)采用加氣混凝土板將墻體包裹起來(lái)，起到防止鋼管束銹蝕的作并排連接的 U 型鋼管束將剪力墻分成多個(gè)腔室，可以對(duì)混凝土提供更好的約束用，有效提高其峰值應(yīng)力和極限應(yīng)變；同時(shí)，內(nèi)置混凝土可以防止鋼管束過(guò)早局部屈使鋼材強(qiáng)度得以充分發(fā)揮。鋼管束剪力墻在實(shí)際施工過(guò)程中，由于鋼管束的存在，而必使用模板，既可以節(jié)約成本，又可以加快施工進(jìn)度�？傊�，和傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)比，鋼管束組合剪力墻結(jié)構(gòu)體系具有施工周期短、建筑垃圾少、得房率高、延性好、震性能好等諸多優(yōu)勢(shì)，符合建筑工業(yè)化的發(fā)展方向，為裝配式建筑的發(fā)展提供了一種的方向。目前鋼管束組合剪力墻結(jié)構(gòu)體系已經(jīng)成功應(yīng)用于杭蕭鋼構(gòu)研發(fā)試驗(yàn)大樓、內(nèi)古包頭萬(wàn)郡大都城項(xiàng)目、杭州蕭山錢(qián)江世紀(jì)城人才專(zhuān)項(xiàng)用房 11 號(hào)樓，如圖 1.1、1.示。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TU398.2;TU352.11

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2675752