T型双钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

摘要

本试验设计制作了11个双钢板—混凝土组合剪力墙试件，它们采用相似的分布筋及轴压比。以翼缘宽度、钢板与混凝土的连接形式、剪跨比和内填混凝土强度为设计变量，对试件进行低周反复加载，研究其抗震性能。试验通过观察双钢板—混凝土组合剪力墙试件的破坏形态，测量试件的变形、滞回曲线，分析该剪力墙的承载能力、强度退化、变形能力、耗能性能及刚度退化等控制指标，得到以下主要结论:
　　(1)剪力墙试件受力过程基本都经历了三个受力阶段:即弹性阶段、屈曲阶段和破坏阶段。在弹性及屈服阶段，所有双钢板—混凝土组合剪力墙破坏形式大致相同，但是在破坏阶段存在一定差异。发现栓钉连接试件破坏程度相对于螺杆连接试件较小，主要是由于螺杆连接试件在受压屈曲严重区域螺杆容易发生断裂，导致破坏程度较大。
　　(2)考虑翼缘对于双钢板—混凝土组合剪力墙承载力提高显著。翼缘宽度为900mm的T型双钢板—混凝土组合剪力墙相对于无翼缘的一字型双钢板—混凝土组合剪力墙正向承载力提高42％～78％不等。
　　(3)通过试验发现，对于设计试件，翼缘宽度由600mm增至900mm，其极限承载力增加介于5.3％到9.7％。因此对于本次试验的试件来说，有效翼缘宽度约为600mm，6d，d为墙厚。
　　(4)研究发现，对于一字型双钢板-混凝土组合剪力墙，对拉约束螺杆连接试件相对于栓钉连接试件极限承载力提高约3％。而对于T型双钢板—混凝土组合剪力墙，栓钉连接试件比对拉螺杆试件提高承载力高达16.8％。因此建议对于一字双钢板-混凝土组合剪力墙采用对拉约束螺杆连接，T型双钢板-混凝土组合剪力墙采用栓钉连接
　　(5)使用高强度内填混凝土可以对外包钢板局部屈曲提供更大的约束，并且可以承受分担更大的压力，从而延迟外包钢板发生局部屈曲，最终提高剪力墙的承载能力。
　　(6)剪跨比对双钢板—混凝土组合剪力墙承载力影响显著，矮双钢板-混凝土组合剪力墙相对于高双钢板-混凝土组合剪力墙可以提高极限承载力23.6％，提高初始刚度与耗能能力。但是由于矮双钢板-混凝土组合剪力墙破坏主要以剪切破坏为主，导致其变形能力更低，刚度退化更快。
　　(7)根据高双钢板—混凝土组合剪力墙的试验结果，提出了双钢板—混凝土组合剪力墙，特别是T型双钢板-混凝土组合剪力墙极限承载力的理论计算公式，根据提出的T型双钢板—混凝土组合剪力墙有效翼缘宽度的计算方法，对现有理论简化计算公式进行修正与优化。优化后所得到的承载力计算值与承载力实测值的偏差相对较小，可应用于其他相似的高双钢板—混凝土组合剪力墙。基于JGJ，MBM，AISC等规范，矮双钢板—混凝土组合剪力墙的试验结果对各国规范对于钢板-混凝土组合剪力墙抗剪承载力计算公式的准确性进行了评估。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．2 课题研究背景

1．3 双钢板—混凝土组合剪力墙的施工

1．4 双钢板一混凝土组合剪力墙国内外研究现状

1．4．1 双钢板一混凝土组合剪力墙实际工程

1．4．2 “一”字双钢板一混凝土组合剪力墙国外研究现状

1．4．3 “一”字双钢板一混凝土组合剪力墙国内研究现状

1．4．4 “T”“L”型组合剪力墙国内外研究现状

1．4．5 “T”字双钢板一混凝土组合剪力墙国内外研究现状

1．5 课题研究的内容、目标和意义

1．5．1 研究内容

1．5．2 研究目标

1．6 课题研究创新点

1．7 本章小结

2．1 试验目的

2．2 试件设计与制作

2．2．1 试件尺寸设计

2．2．2 试件细部

2．2．3 试件制作

2．3 材料力学特性

2．3．1 混凝土力学性能

2．3．2 钢材力学性能

2．4 试件量测内容及测点布置

2．4．1 试件量测内容

2．4．2 内置应变测点布置

2．4．3 外置位移计应变花测点布置

2．5 试验加载方案

2．5．1 试验加载装置

2．5．2 试验加载制度

2．6 本章小结

3．1 试件受力过程

3．2 试件SCW-1

3．3 试件SCW-2

3．4 试件SCW-3

3．5 试件SCW-4

3．6 试件SCW-5

3．7 试件SCW-6

3．8 试件SCW-7

3．9 试件SCW-8

3．10 试件SCW-12

3．11 试件SCW-15

3．12 试件SCW-16

3．13 本章小结

第四章 试验分析

4．1 翼缘宽度的影响

4．1．1 有无翼缘

4．1．2 不同翼缘宽度

4．2 不同钢板约束形式

4．2．1 对于一字型剪力墙

4．2．2 对于T字型剪力墙

4．3 剪跨比的影响

4．4 内填混凝土强度的影响

4．5 局部应变分析

4．6 本章小结

第五章 试件承载力理论计算与分析

5．1 T型剪力墙正截面承载力简化计算

5．2 T型墙正截面承载力简化公式优化

5．3 T型墙斜截面承载力简化计算

5．3．1 基于JGJ简化计算

5．3．2 基于MBM简化计算

5．3．3 基于AISC简化计算

5．4 本章小结

6．1 本文结论

6．2 研究展望

参考文献

致谢