带钢筋-型钢暗支撑组合剪力墙抗震性能试验及理论分析

摘要

短肢剪力墙结构体系，是近年兴起的一种新型高层住宅结构体系。按我国高层建筑混凝土结构技术规程的要求，在抗震设计时，筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50％。因此，研制抗震性能好的短肢剪力墙结构的关键在于：一是要研制抗震性能好的短肢剪力墙；二是要研制抗震性能好的普通剪力墙。这也是目前国内外学者和工程界十分关注的问题。 本文做了如下主要工作：1.首次进行了带钢筋暗支撑一字形截面短肢剪力墙抗震性能试验研究。针对在地震作用下，破坏最严重的底层一字形截面短肢剪力墙，进行了6个1/2缩尺的一字形截面短肢剪力墙构件的低周反复荷载下的抗震性能试验研究。墙肢截面高厚比分别为5.0、6.5、8.0，每种高厚比的试件又分为普通配筋剪力墙与在普通配筋基础上加设暗支撑配筋的剪力墙。通过试验，研究了带暗支撑一字形截面短肢剪力墙的承载力、刚度、延性、耗能、滞回特性等，并提出了抗震设计建议。 2.首次提出了带钢筋-型钢暗支撑组合剪力墙，并进行了其抗震性能试验研究。共进行了4个1/3缩尺的一字形截面剪力墙构件的抗震性能试验研究。4个试件包括：1个普通剪力墙构件，1个带钢筋暗支撑剪力墙构件，1个带型钢暗支撑剪力墙构件，1个带钢筋型-钢暗支撑组合剪力墙构件。试验采用低周反复荷载的加载方式，通过试验比较分析了它们的承载力、刚度、延性、滞回特性、耗能能力等，并提出抗震设计建议。 3.在试验研究基础上，建立了本文所研究的剪力墙的抗震分析力学模型与理论公式。计算结果与试验结果吻合较好。 4.提出了本文研究的剪力墙的抗震构造措施。 主要研究结论：1.带暗支撑剪力墙与普通剪力墙相比，其开裂荷载、屈服荷载、极限荷载明显提高，后期刚度稳定性较好，延性系数及耗能能力显著提高，滞回环饱满，抗震性能比普通剪力墙显著提高。 2.带暗支撑剪力墙的主斜裂缝角度有明显向暗支撑的角度逼近的趋势，其裂缝细密且分布区域较大，墙体耗能能力较强。 3.带暗支撑剪力墙比普通剪力墙底部塑性耗能区的高度显著增大。 4.带钢筋暗支撑剪力墙、带型钢暗支撑剪力墙、带钢筋-型钢暗支撑组合剪力墙的抗震性能均可取得良好的抗震效果，带钢筋-型钢暗支撑组合剪力墙的抗震性能相对更好。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第1章绪论

1.1引言

1.2短肢剪力墙研究现状

1.2.1国内发展概况

1.2.2国外发展概况

1.3钢-混凝土混合结构研究现状

1.3.1在钢-混凝土混合结构抗震试验研究方面

1.3.2在钢-混凝土混合结构理论及设计方面

1.3.3在型钢混凝土组合剪力墙研究方面

1.4钢筋混凝土剪力墙有限元理论及分析模型

1.5带暗支撑剪力墙

1.6本文研究内容

第2章试验概况

2.1试件的设计、制作及材料性能

2.1.1模型设计及制作

2.1.2材料力学性能

2.2试验加载方案及测点布置

2.2.1加载方式

2.2.2加载控制

2.2.3测试内容及测点布置

2.3本章小结

第3章带钢筋暗支撑短肢剪力墙抗震性能试验研究

3.1试验结果

3.1.1承载力、刚度、延性

3.1.2滞回曲线

3.1.3耗能能力

3.2短肢剪力墙抗震性能分析

3.2.1承载力及延性比较

3.2.2刚度及其衰减过程比较

3.2.3耗能能力比较

3.2.4破坏特征

3.3钢筋应变分析

3.3.1实测钢筋应变滞回曲线

3.3.2钢筋应变分析

3.4本章小结

附图

第4章带钢筋-型钢暗支撑组合剪力墙抗震性能试验研究

4.1试验结果

4.1.1承载力、刚度、延性

4.1.2滞回曲线

4.1.3耗能能力

4.2带钢筋-型钢暗支撑组合剪力墙抗震性能分析

4.2.1承载力及延性比较

4.2.2刚度及其衰减过程比较

4.2.3耗能能力比较

4.2.4破坏特征

4.3钢筋应变分析

4.3.1实测钢筋应变滞回曲线

4.3.2钢筋应变分析

4.4本章小结

第5章带暗支撑剪力墙的力学模型和计算分析

5.1带暗支撑剪力墙的恢复力模型

5.2带暗支撑剪力墙的承载力计算

5.2.1大偏心受压墙肢承载力计算

5.2.2小偏心受压墙肢承载力计算

5.2.3剪切破坏时墙肢承载力计算

5.2.4暗支撑对剪力墙抗剪承载力贡献值的计算

5.2.5极限水平承载力计算

5.2.6斜截面抗剪承载力计算

5.2.7承载力计算结果与实测结果的比较

5.3初始弹性刚度计算

5.3.1初始弹性刚度计算公式

5.3.2初始弹性刚度实测值与计算值比较

5.4本章小节

第6章抗震设计建议

6.1带钢筋暗支撑剪力墙结构的适用范围和构造要求

6.1.1带钢筋暗支撑剪力墙的适用范围

6.1.2结构构造要求

6.2带型钢暗支撑剪力墙结构的适用范围和构造要求

6.2.1带型钢暗支撑剪力墙的适用范围

6.2.2结构构造要求

6.3本章小节

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文和申请的专利

攻读硕士学位期间的科研成果

致谢