钢纤维增强钢筋混凝土剪力墙及连梁的非线性分析

摘要

随着城市化进程的发展，高层建筑已成为主要的结构形式。高层建筑主要结构形式中，剪力墙结构是关键的抗侧力结构。近年来频发的地震灾害也使剪力墙结构显得异常重要。普通的剪力墙结构是由混凝土浇筑而成，而混凝土延性较差，而且，高层建筑受到的地震作用远大于一般的建筑结构，因此，必须提高剪力墙结构的抗侧力能力和抗震性能。为了解决这一问题，各种改善钢筋混凝土剪力墙结构抗震性能的方法陆续涌现，其中比较有效的方法之一就是用钢纤维均匀掺入基体混凝土中，使其有良好的延性以及耗能能力。虽然目前使用软件对于结构进行的地震作用下的模拟已比较成熟，但是目前钢纤维混凝土剪力墙在地震作用下的受力性能尚缺乏系统的研究。而在地震作用下，连梁作为剪力墙的第一道防线和耗能构件显得尤为重要。因此，钢纤维混凝土连梁、钢纤维混凝土单片剪力墙、钢纤维混凝土双肢剪力墙以及钢纤维混凝土连梁双肢剪力墙在地震作用下的受力性能急需研究。而恢复力模型是抗震研究的基础，因而建立合适的恢复力模型很重要。
　　 本文总结了钢纤维混凝土连梁、钢纤维混凝土全部或局部增强单片剪力墙以及双肢剪力墙在地震作用下的受力规律，并采用特定的分析方法对以上系列构件进行静力作用下的补充分析。本文的主要内容如下所示:
　　 (1)总结各个系列构件的骨架曲线和各个阶段滞回曲线的基本规律，指定符合试验规律的骨架曲线和各个阶段滞回曲线的形状。
　　 (2)对试验得出的骨架曲线的特征点包括屈服点、荷载极限点、位移极限点和滞回曲线的特征点包括加载和卸载路径上的定点、捏拢点、刚度突变点加以分析并定性或定量的总结出各个特征点的变化规律。
　　 (3)选定适用于钢纤维混凝土的本构关系，并采用特定的分析方法对以上系列构件进行静力弹塑性补充分析，进而比较分析以上系列构件在拟静力作用下和在静力作用下的荷载-位移关系的不同和关联。
　　 本文通过对钢纤维混凝土连梁、钢纤维混凝土剪力墙和钢纤维混凝土增强双肢剪力墙的数据进行分析得到各个系列的骨架曲线和恢复力模型的形状特征和参数设置;然后得到各个特征点的数学表达式以及各个系列恢复力模型的表达方法。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 钢纤维混凝土的发展及应用

1．2 剪力墙的研究背景和研究现状

1．3 钢纤维混凝土剪力墙的研究背景和研究现状

1．4 恢复力模型的介绍

1．5 本文的主要研究内容

2 连梁的恢复力模型

2．1 骨架曲线

2．1．1 骨架曲线形式的选用

2．1．2 开裂点的确定

2．1．3 屈服点的确定

2．1．4 极限点的确定

2．1．5 位移极限点的确定

2．1．6 钢纤维混凝土连梁的骨架曲线

2．2 滞回规则的确定

2．2．1 弹性阶段滞回规则的确定

2．2．2 开裂至屈服阶段滞回规则的确定

2．2．3 屈服至极限阶段滞回规则的确定

2．2．4 水平段滞回规则的确定

2．3 刚度变化规律

3 钢纤维混凝土剪力墙的恢复力模型

3．1 骨架曲线的确定

3．1．1 开裂点的确定

3．1．2 屈服点的确定

3．1．3 极限点的确定

3．1．4 极限位移的确定

3．1．5 骨架曲线的表达式

3．1．6 计算骨架曲线与试验骨架曲线的对比

3．2 滞回规则的确定

3．2．1 弹性阶段滞回规则的确定

3．2．2 开裂至屈服阶段滞回规则的确定

3．2．3 屈服至极限阶段滞回规则的确定

3．2．4 水平段滞回规则的确定

3．3 刚度变化规律

4 钢纤维混凝土增强双肢剪力墙的恢复力模型

4．1 钢纤维混凝土增强双肢剪力墙的骨架曲线

4．1．1 屈服点的确定

4．1．2 极限荷载点的确定

4．1．3 极限位移点的确定

4．1．4 骨架曲线的表达式

4．2 滞回规则的确定

4．2．1 屈服之前阶段滞回规则的确定

4．2．2 屈服至极限阶段前滞回规则的确定

4．2．3 下降段滞回规则的确定

4．3 刚度变化

5 钢纤维混凝土连梁和剪力墙的静力非线性分析

5．1 连梁的静力非线性分析

5．1．1 原理介绍

5．1．2 本构关系的选用

5．1．3 分析结果与试验结果对比

5．1．4 对比结果分析

5．2 钢纤维混凝土增强单片剪力墙和双肢剪力墙的静力非线性分析

5．2．1 原理介绍

5．2．2 结果对比

5．2．3 结果分析

6 主要结论与展望

6．1 主要结论

6．2 本文的不足和展望

参考文献

致谢