理论教育 可恢复功能波形钢板-混凝土组合剪力墙的性能与设计研究

可恢复功能波形钢板-混凝土组合剪力墙的性能与设计研究

时间:2023-10-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:本书的研究内容是可恢复功能波形钢板剪力墙及其组合剪力墙的抗震性能设计方法研究,主要从以下几个方面展开了相关研究:1)通过对6个波形钢板剪力墙及其组合剪力墙试件进行抗震性能试验研究,得到基于不同波形钢板形式下波形钢板剪力墙及其组合剪力墙的滞回曲线、骨架曲线、破坏模式、延性和滞回耗能能力、承载力和刚度退化情况以及应变研究。

可恢复功能波形钢板-混凝土组合剪力墙的性能与设计研究

本书的研究内容是可恢复功能波形钢板剪力墙及其组合剪力墙的抗震性能设计方法研究,主要从以下几个方面展开了相关研究:

1)通过对6个波形钢板剪力墙及其组合剪力墙试件进行抗震性能试验研究,得到基于不同波形钢板形式下波形钢板剪力墙及其组合剪力墙的滞回曲线、骨架曲线、破坏模式、延性和滞回耗能能力、承载力刚度退化情况以及应变研究。

2)结合波形钢板剪力墙及其组合剪力墙的受力机理,在ABAQUS有限元分析结果基础上,通过拟合得到波形钢板剪力墙及其组合剪力墙的抗剪承载力理论计算公式,将理论计算结果与有限元分析结果和试验结果进行对比,验证抗剪承载力的准确性。此外,得到波形钢板-混凝土组合剪力墙的剪力分担率等力学性能,从而为工程实际提供依据。

3)通过剪力墙试验确定塑性区域,设计出一种新型波纹形低屈服点钢阻尼器,从结构对称形式、屈服强度和厚度考虑,共设计了8个试件。通过对设计的8个波形钢板阻尼器试件进行拟静力试验研究,对比分析了4个阻尼器在低周反复荷载下的滞回性能、承载能力、耗能能力、刚度退化等力学性能指标,分析了试件分别在屈服状态、破坏状态、极限状态下的受力变形特征。

4)波形钢板阻尼器的有限元分析,选择常见的几种本构强化模型,通过对波形钢板阻尼器的有限元分析验证有限元模型的有效性,选取适合本文模型结构形式的强化模型,并对试验试件未考虑到的几何因素进行拓展分析,选择一组最优解进行优化设计。(www.daowen.com)

5)对波形钢板与混凝土间的界面黏结滑移问题进行研究。在综合考虑了混凝土强度等级、混凝土保护层厚度、横向配箍率、混凝土浇筑方式、钢材表面状况等黏结滑移传统影响因素,重点研究波形钢板波脊、波角几何截面因素对黏结强度、试件破坏形态和黏结机理的影响。结合荷载滑移曲线和试件破坏形态,建立不同受力阶段的黏结强度与波角、波脊关系的计算公式,并宏观分析所有试件进而得出波角、波脊最优截面。

6)根据试验研究所得黏结滑移本构关系,基于ANSYS有限元软件对试件进行数值模拟分析,并将模拟结果与试验结果比对,以检测黏结滑移本构关系的准确度;根据前期试验结果归纳总结出波形钢板-混凝土界面间黏结应力分布规律,获取黏结应力基于弹性力学的解析解,建立黏结应力和滑移理论计算公式。

7)通过对3个带有墙趾可更换阻尼器的波形钢板剪力墙及其组合剪力墙试件进行抗震性能试验研究,得到3个波形钢板剪力墙及其组合剪力墙的滞回曲线、骨架曲线、破坏模式、延性和滞回耗能能力、承载力和刚度退化情况,以及进行阻尼器更换前后剪力墙力学性能的对比分析。通过数值模拟手段对试验进行验证,并在后续中改变阻尼器的刚度,以寻求阻尼器与剪力墙的最佳强度、刚度匹配关系。

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