型钢高性能混凝土剪力墙抗震性能分析

摘要

型钢高性能混凝土(SHPC)剪力墙通过型钢与高性能混凝土的互相结合,可以使高性能混凝土的脆性得到改善,型钢的作用得到充分发挥,构件的延性也得以显著提高。随着我国经济水平和超高层建筑的快速发展,型钢高性能混凝土剪力墙在我国将有及其广阔的应用前景。目前国内外对这种构件的抗震性能研究甚少,对其受力性能进行分析具有重要的理论意义和工程应用价值。
　　本文利用ANSYS软件对型钢高性能混凝土剪力墙采用实体建模的方法进行有限元数值模拟计算,考虑型钢布置方式、剪力墙轴压比、剪跨比和含钢量对型钢高性能混凝土剪力墙受力性能的影响,建立了3组10个有限元模型试件,对结构在循环荷载作用下的滞回性能、型钢和混凝土的受力特性、结构的破坏机理等进行了系统分析。研究结果表明:SHPC剪力墙含钢量的增加会在一定程度上提高其承载能力,但并非越大越好,当含钢量过大时,试件将发生脆性破坏,不利于抗震;SHPC剪力墙暗柱的型钢布置形式对其整体延性有一定的影响,布置形式为“H”型钢暗柱的SHPC剪力墙抗震性能较好;轴压比是影响SHPC剪力墙抗震性能的一个重要因素,随着轴压比的增加,试件的初始刚度和峰值荷载逐渐增大,且轴压比越大,试件强度、刚度退化越快,耗能能力明显降低,当轴压比达到0.5时,其延性明显下降;剪跨比是影响型钢高性能混凝土剪力墙抗震性能的另一个重要因素,随着剪跨比的减小,试件的承载力有所提高,但其延性性能、耗能能力、刚度退化等抗震性能越差,越易发生脆性破坏,尤其当剪跨比小于1.5时,试件的抗震性能恶化加快。
　　本文深入地分析了型钢高性能混凝土剪力墙在循环荷载作用下的受力性能,得出的结论对型钢高性能混凝土剪力墙的理论研究和工程设计具有一定的参考价值,为进一步研究打下了良好的基础。

目录

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目录

1 绪论

1.1 引言

1.2 选题背景及研究的意义

1.3 高性能混凝土的产生与特点

1.4 型钢混凝土结构的特点与应用

1.5 型钢混凝土剪力墙的研究概况

1.6 高性能混凝土剪力墙研究概况

1.7 型钢高性能混凝土组合结构研究概况

1.8 研究的目的、主要内容和技术路线

2 理论基础及程序选取

2.1 非线性有限单元法简介

2.2 塑性理论

2.3 本课题程序选取

3 模型在ANSYS程序中的实现

3.1 有限元模型的选取

3.2 材料单元的选取

3.3 本构关系的确定

3.4 型钢与混凝土接触面滑移的处理

3.5 本文采用的分析指标

4 型钢高性能混凝土剪力墙有限元模型试件设计

4.1 基本试件（BASE）

4.2 型钢高性能混凝土剪力墙有限元模型建立

4.3 系列试件及相关参数

5 型钢高性能混凝土剪力墙有限元计算结果与分析

5.1 BASE试件的计算结果与分析

5.2 XGW系列试件的计算结果与分析

5.3 JKW系列试件的计算结果与分析

5.4 ZYW系列试件的计算结果与分析

6 结论与展望

6.1 主要研究结论

6.2 展望

致谢

参考文献