【摘要】：裝配式建筑具有施工速度快,建設(shè)周期短,節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),符合我國(guó)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的政策需要,近幾年國(guó)家制定了相應(yīng)的政策以保障其推廣應(yīng)用。預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)是高層建筑主要采用的結(jié)構(gòu)形式,而連梁作為預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)的主要耗能構(gòu)件,其抗震性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到整體結(jié)構(gòu)的性能。然而,目前對(duì)預(yù)制混凝土疊合連梁的抗震研究很少,因此有必要對(duì)預(yù)制混凝土疊合連梁的抗震性能開展研究。本文采用有限元數(shù)值模擬方法進(jìn)行研究。首先對(duì)普通配筋預(yù)制混凝土疊合連梁的抗震性能進(jìn)行研究;其次分析了連梁抗震性能的參數(shù)影響,獲得了影響連梁性能的規(guī)律;最后,提出了連梁配筋的改進(jìn)方案,并分析其抗震性能,選出了最優(yōu)方案。主要研究工作如下:(1)采用有限元軟件ABAQUS對(duì)試驗(yàn)連梁進(jìn)行數(shù)值模擬。通過(guò)選取材料本構(gòu)、確定單元類型和設(shè)置邊界條件等過(guò)程,建立了連梁分析模型,對(duì)比數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果,驗(yàn)證了有限元模型的有效性和正確性。(2)本文結(jié)合工程應(yīng)用,參考裝配式設(shè)計(jì)圖集,設(shè)計(jì)了3個(gè)不同跨高比的足尺預(yù)制混凝土疊合連梁;并利用有限元軟件對(duì)預(yù)制混凝土疊合連梁進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了連梁的破壞形態(tài)、承載力、延性和耗能能力等。研究結(jié)果表明:跨高比為1.5的連梁發(fā)生剪切破壞,承載力最高,但其延性和耗能能力較差;跨高比為2.5的連梁發(fā)生以受彎破壞為主的彎剪破壞,承載力最低,但其延性和耗能能力較好;跨高比為2.0的連梁發(fā)生彎剪破壞,承載力較高,延性和耗能能力均較好,其性能表現(xiàn)最佳。(3)以跨高比為2.0的預(yù)制混凝土疊合連梁為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了34個(gè)預(yù)制混凝土疊合連梁;并利用有限元軟件對(duì)其進(jìn)行建模分析,研究了跨高比、混凝土強(qiáng)度和配筋率等對(duì)預(yù)制混凝土疊合連梁抗震性能的影響。結(jié)果表明:跨高比對(duì)連梁性能影響較大;混凝土強(qiáng)度的增大能顯著提高連梁的承載力,然而連梁的延性和變形能力卻大幅下降;配筋率變化對(duì)連梁性能的影響各不相同,縱筋受力筋配筋率、配箍率和豎向分布筋配筋率在一定范圍內(nèi)對(duì)連梁的性能影響較為明顯。并且該研究結(jié)果可為設(shè)計(jì)提供參考。(4)為了改善普通配筋預(yù)制混凝土疊合連梁的綜合性能,本文提出了3種預(yù)制混凝土疊合連梁配筋的改進(jìn)方案;分別設(shè)計(jì)了對(duì)角配筋、菱形配筋和綜合配筋的連梁試件,并通過(guò)有限元軟件對(duì)其進(jìn)行建模;對(duì)比分析了普通配筋、對(duì)角配筋、菱形配筋和綜合配筋的連梁破壞形態(tài)、承載力和耗能能力等。研究結(jié)果表明:對(duì)角配筋、菱形配筋和綜合配筋的連梁能有效的提高連梁的承載力,改善連梁的變形和耗能能力;綜合分析連梁的承載力、延性和耗能能力發(fā)現(xiàn),在低周反復(fù)荷載下,對(duì)角配筋連梁正、反向的性能較為平衡、表現(xiàn)最佳。
【圖文】：

度比變化不斷變化，連梁剛度應(yīng)與其剪壓比最大值點(diǎn)錯(cuò)開，；必要時(shí)，設(shè)計(jì)者同樣可以調(diào)整墻肢的剛度。配筋的混凝土連梁T.Paulay 和 J.R.Binney 等[13]對(duì)聯(lián)肢剪力墻和連梁進(jìn)行了研究叉暗柱式（如圖 1.1）的連梁改進(jìn)配筋方案。研究結(jié)果表明柱式配筋連梁表現(xiàn)出更好的抗震性能；但其對(duì)剪力墻的厚度施工較困難；按照現(xiàn)行規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，連梁常常出現(xiàn)到了很大的限制。0 年代 DGB.Barney 和 K.N.Shiu 等[14]完成了普通配筋、菱形梁的試驗(yàn)研究。研究結(jié)果表明：對(duì)角交叉暗柱配筋方案對(duì)小效果較明顯，而對(duì)跨高比較大的連梁改善作用效果一般；并該根據(jù)實(shí)際情況采取不同配筋方案，比如當(dāng)連梁的跨高比較可；當(dāng)連梁的跨高比較小時(shí)，，可以采用特殊的配筋方式來(lái)改

圖 1.4 裝配整體式連梁尺寸 圖 1.5 裝配整體式連梁示意圖1.2.3 裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)研究1986 年，朱政奎研究團(tuán)隊(duì)[35]為了更好的認(rèn)識(shí)裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)在地震荷載下的動(dòng)力反應(yīng)、力學(xué)性能及破壞過(guò)程，設(shè)計(jì)并完成了三層鋼筋混凝土墻板模型（1:3 縮尺）的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，試驗(yàn)?zāi)Ｐ腿鐖D 1.6 所示。試驗(yàn)研究了墻板連接強(qiáng)度、破壞形態(tài)、剛度退化和延性等性能；通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)值與理論值，分析產(chǎn)生差異的原因，并提出改進(jìn)墻板結(jié)構(gòu)抗震性能的建議。
【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
【分類號(hào)】：TU352.11

【參考文獻(xiàn)】

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1 皮天祥;羅俊;張愛(ài)環(huán);羅然;;跨高比L/h≤1.5復(fù)合配筋連梁箍筋受力性能的拉桿-壓桿模型分析[J];工程力學(xué);2015年04期

2 錢稼茹;胡妤;趙作周;馮善文;張蕓;劉國(guó)權(quán);潘振華;李建樹;;裝配整體式連梁抗震性能試驗(yàn)研究[J];土木工程學(xué)報(bào);2014年09期

3 張微敬;蔣孝鵬;張兵;秦珩;張蕓;;裝配整體式雙肢剪力墻連梁抗震性能試驗(yàn)研究[J];世界地震工程;2013年04期

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9 姜洪斌;陳再現(xiàn);張家齊;吳斌;田玉斌;劉文清;;預(yù)制鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)擬靜力試驗(yàn)研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2011年06期

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1 皮天祥;鋼筋混凝土剪力墻小跨高比連梁抗震性能試驗(yàn)和設(shè)計(jì)方法研究[D];重慶大學(xué);2008年

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1 劉滿紅;鋼筋混凝土剪力墻連梁受力性能分析[D];太原理工大學(xué);2012年

2 彭媛媛;預(yù)制鋼筋混凝土剪力墻抗震性能試驗(yàn)研究[D];清華大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2708431