混凝土规范二阶效应条文修订的讨论及剪力墙刚度折减系数验证

摘要

钢筋混凝土结构中二阶效应的基本规律和考虑二阶效应方法的认识对工程设计具有重要的指导意义。虽然近年来各国学术界对结构中二阶效应的规律和考虑二阶效应的实用设计方法取得了诸多具有关键性意义的进展，但针对钢筋混凝土结构的特点，在这一领域仍存在一系列重要问题有待深入研究，以便进一步完善目前理论上尚不完全准确的经验性过强的实用设计方法。本论文在我国国家设计标准《混凝土结构设计规范》本轮重要修订的背景和推动下，对修订过程中二阶效应规定的整体格局和具体方法及背景情况进行深入理解，并就部分有待解决的问题进行分析和研究，取得以下有一定意义的研究成果：
　　 ①归纳总结我国2002版系列规范中二阶效应的相关规定，并重新认识，同时对二阶效应的基本规律和目前考虑二阶效应的实用设计方法进行评述。对50010-2010规范中二阶效应规定的整体格局和具体方法及其背景情况进行分析和理解，明确指出2010版规范中二阶效应条文的修订与2002版规范相比是质的优化。可以说，本论文此部分工作旨在为本次规范中有关二阶效应条文的修订作出必要的说明和讨论并留下相应的背景资料。
　　 ②针对50010-2010规范中考虑效应规定的界限条件做混凝土强度等级、单侧钢筋配筋率、轴压比、钢筋等级等影响因素的系列算例分析，初步论证规范中考虑效应界限条件的合理性。同时，对规范中规定的考虑效应的系数法做初步的分析讨论，并就系数的取值、效应起控制作用的情况做试探性分析，指出规范考虑效应的方法是基本合理的。
　　 ③为了研究考虑非线弹性特征后的剪力墙接近屈服水平下刚度折减系数的取值建议，选取有限元分析软件ABAQUS对矩形截面剪力墙试件进行损伤塑性模拟分析，并对比试验实测结果证实使用有限元分析软件ABAQUS对矩形截面剪力墙屈服后一定水平内的损伤塑性模拟是可行的。
　　 ④针对2002版和2010版两代规范中经验性过强的剪力墙刚度折减系数的取值，使用有限元分析软件ABAQUS对收集到的国内外试验已完成的21个矩形截面剪力墙试件进行模拟分析并求得试件接近屈服水平下的刚度折减系数。随后，就可能影响剪力墙接近屈服水平下刚度折减系数的诸如混凝土强度等级、约束边缘构件抗弯钢筋配筋率、轴压比和高宽比等因素进行系列算例模拟分析，并明确指出混凝土强度等级的变化对剪力墙接近屈服水平下刚度折减系数取值的影响可基本忽略，而高宽比对刚度折减系数的取值影响较大。最后，分别统计出剪力墙开裂水平下和接近屈服水平下的试验实测的刚度折减系数，并结合ABAQUS软件对21个试验试件模拟分析得到的刚度折减系数和27个系列算例得到的刚度折减系数给出基于高宽比分类的剪力墙试件开裂水平下和接近屈服水平下刚度折减系数取值的建议方案，以供规范参考。
　　 ⑤因后续研究工作的需要，对工字型截面和T型截面剪力墙进行类似于矩形截面剪力墙的有限元损伤塑性模拟，给出模拟分析得到的荷载—位移曲线及剪力墙受拉翼缘、腹板和受压翼缘的正应力云图，同时做相应的分析讨论并指出使用有限元分析软件ABAQUS对工字型截面和T型截面剪力墙的模拟是基本可行的。此项工作旨在对工字型截面和T型截面剪力墙的模拟做试探性的研究分析。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪 论

2 对50010-2010规范中二阶效应规定的整体格局和具体方法及其背景情况的理解

3 利用ABAQUS软件对矩形截面剪力墙进行损伤塑性模拟

4 考虑矩形截面剪力墙非线弹性特征的构件刚度折减系数

5 工字型与T型截面剪力墙的损伤塑性模拟分析

6 结论和展望

致谢

参考文献

附录