全预制装配式剪力墙结构单元抗震性能研究

摘要

本文所研究的新型预制装配式剪力墙结构单元是用连接件（连接钢框和高强螺栓）将带有内嵌边框的混凝土翼缘和腹板连接起来，使其共同工作。在4榀装配式剪力墙单推和低周反复试验的基础上，结合有限元软件分析了试件的抗震性能和传力机理，主要内容如下:
　　(1)完成了4榀装配式剪力墙的单推、低周反复试验，对实验现象进行了详细的描述，得到了荷载-位移单推曲线和滞回曲线，并对基本试件的承载能力、延性、耗能能力、连接钢框的受力特点等进行了分析。试验结果表明该型剪力墙延性和现浇混凝土相接近，承载能力有了一定的提升，具有良好的耗能能力。
　　(2)通过有限元软件ABAQUS建立了该剪力墙的数值模型，经过试验数据验证后分析了剪力墙各个组成部件在不同荷载阶段的受力情况，并就连接钢框厚度、高强螺栓的直径这两个参数的变化对试件整体抗震性能的影响进行了探讨。
　　(3)通过设连接件和未设连接件两个试件的数值模拟结果的对比，分析了连接件的传力机理，并通过实验数据和有限元进行了验证，了解了连接件的作用以及是怎样协调腹板和翼缘共同工作的。
　　(4)分析了连接件在两个不同的阶段下的受力特点，不同阶段下，高强螺栓的受力形式不同，得出了不同的受力形式下，高强螺栓的承载力设计公式和破坏形式。
　　(5)对连接钢框的受力特点进行了分析、归纳。研究了钢框的传力能力，结合试验数据对钢框传递剪力的限值进行了验证，并提出了一个连接钢框的近似设计公式。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 预制装配式混凝土结构的特点及应用

1．1．1 预制装配式混凝土结构的特点

1．1．2 国外预制装配式混凝土结构的应用

1．1．3 国内预制装配式混凝土结构的应用

1．2 预制装配式混凝土剪力墙的研究现状

1．2．1 装配式大板结构

1．2．2 浆锚体系式预制装配式剪力墙

1．2．3 后张无粘结预应力预制混凝土剪力墙

1．2．4 本课题组新型预制装配式剪力墙

1．3 本文研究内容和研究目的

1．3．1 新型竖向缝试件简介

1．3．2 本文的研究内容

第二章 试验设计

2．1 试验目的

2．2 试验设计

2．2．1 设计思路

2．2．2 混凝土部分设计

2．2．3 高强螺栓设计

2．2．4 连接钢框、内嵌边框设计

2．2．5 装配式地梁、加载梁设计

2．3 试件加工制作

2．3．1 钢构件部分

2．3．2 钢筋绑扎及支模

2．3．3 混凝土浇筑及养护

2．3．4 墙体拼装

2．4 试验方案

2．4．1 试验装置

2．4．2 加载制度

2．4．3 试件的量测方案

2．5 本章小结

第三章 试验现象、结果及分析

3．1 试验现象

3．1．1 WV-3

3．1．2 WV-5

3．1．3 WV-4

3．1．4 WV-6

3．2 试验结果分析

3．2．1 试件承载能力分析

3．2．2 骨架及滞回曲线

3．2．3 试件的变形和延性

3．2．4 高强螺栓

3．2．5 连接钢框

3．3 本章小结

第四章 有限元模型的建立和验证

4．1 引言

4．2 单元类型简介

4．3 建模过程

4．3．1 本构模型

4．3．2 单元选择及网格划分

4．3．3 接触关系的处理

4．3．4 荷载施加

4．4 数值模拟结果分析

4．4．1 有限元模型验证

4．4．2 结构单元各个部件受力分析

4．4．3 参数分析

4．5 本章小结

第五章 IPSW结构单元竖向缝受力性能分析

5．1 竖向缝连接件的传力机理分析

5．2 竖向缝连接件受力过程分析

5．3 受压侧“开”型连接钢框受力分析

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

硕士期间发表的论文和学术成果

参考文献

致谢