冷弯薄壁型钢混凝土组合剪力墙非线性有限元分析

摘要

剪力墙广泛应用于多层和高层钢筋混凝土结构建筑，是主要的抗侧力结构构件。高层建筑底层剪力墙所受轴力和地震剪力较大，延性较差。尤其是一字形单肢剪力墙，由于其抗震性能差而成为整个结构抗震体系中的薄弱部位。因此，有必要研究改善剪力墙抗震性能的构造措施，如在剪力墙中内置冷弯薄壁型钢构架等。现有对冷弯薄壁型钢混凝土组合剪力墙的研究虽然取得了一定成果，但缺少较为系统的分析研究。因此，论文就轴压比、剪跨比和不同冷弯薄壁型钢构架形式对剪力墙受力性能的影响开展系统研究。
　　首先对内置冷弯薄壁型钢混凝土组合剪力墙的研究现状进行了总结分析，为开展本课题的研究打下良好的基础。
　　根据此类剪力墙结构及受力特点，建立了非线性有限元分析计算模型。
　　为分析内置冷弯薄壁型钢与混凝土墙体之间相对滑移对组合剪力墙受力性能的影响，分别建立了考虑与不考虑型钢与混凝土之间滑移的剪力墙试件非线性有限元模型。通过非线性有限元计算，结果表明：是否考虑滑移，两者计算结果相近，且与已有试验结果吻合较好。说明型钢与混凝土有良好的粘结性能，可忽略粘结滑移对剪力墙的受力性能的影响。
　　为了系统分析内置冷弯薄壁型钢混凝土剪力墙的受力性能，本文还釆用非线性有限元方法对三种内置不同形式冷弯薄壁型钢构架的剪力墙结构进行了三维非线性有限元分析。结果表明：当型钢构架布置有斜支撑时，剪力墙的刚度、延性、承载力均有不同程度的提高。说明设置斜支撑是必要的。
　　还通过改变轴压比、剪跨比等参数，研究了这些参数变化对剪力墙受力性能的影响，得到了这些参数的影响规律，为该类剪力墙的推广应用打下了必要的基础。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容

2 冷弯薄壁型钢混凝土组合剪力墙非线性有限元模型与验证

2.1试验概况

2.2材料的本构关系和破坏准则

2.3 材料本构模型在有限元分析程序中的输入

2.4 整体模型的建立

2.5 有限元模拟结果与试验结果对比

2.6 本章小结

3 冷弯薄壁型钢混凝土组合剪力墙非线性有限元分析

3.1 模型概况

3.2 形式一剪力墙模型（M1、M4和M6）

3.3 形式二剪力墙模型（M2、M5和M7）

3.4 形式三剪力墙模型（M3）

3.5 本章小结

4 不同形式组合剪力墙非线性有限元对比分析

4.1 剪跨比为2.25剪力墙模型（M1、M2和M3）对比分析

4.2 剪跨比为1.5剪力墙模型（M4、M5）对比分析

4.3 剪跨比为1.0剪力墙模型（M6、M7）对比分析

4.4 本章小结

5 结论与展望

5.1 主要研究结论

5.2 展望

致谢

参考文献