再生混凝土T形短肢剪力墙抗震性能试验及损伤模型研究

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随着人们对建筑功能、结构受力和工程造价等方面的越来越高的要求,短肢剪力墙结构作为一种新型建筑结构形式应运而生,近年来其在国内外得到了广泛的应用和发展。目前,国内外学者对于短肢剪力墙试验研究仍集中在普通混凝土短肢剪力墙构件上,对于再生混凝土短肢剪力墙构件缺乏深入的研究与探讨。因此,本文对再生混凝土T形短肢剪力墙结构进行抗震性能试验研究和理论分析,并依据试验分析结果,对再生混凝土T形短肢剪力墙进行损伤模型的修正,可为再生混凝土T形短肢剪力墙损伤评估提供参考。为了研究适用于再生混凝土T形短肢剪力墙的损伤模型,本文主要进行了以下工作:(1)以不同再生粗骨料取代率为主要参数,设计制作了再生混凝土试块,9组共27个,其中再生粗骨料取代率分别为0%、50%和100%。通过材性试验,研究了再生混凝土的立方体的抗压强度、弹性模量和轴心抗压强度等,分析了不同再生粗骨料取代率对再生混凝土力学性能的影响,同时还研究了在不同再生粗骨料取代率情况下,再生混凝土受压的应力-应变曲线,给出了不同再生粗骨料取代率时再生混凝土受压本构模型的上升段方程。(2)以不同再生粗骨料取代率,不同高厚比为参数,按1/2缩尺比例设计制作了5片T形短肢剪力墙试验模型结构,并对其进行了低周反复荷载作用下的拟静力试验,分析了再生粗骨料取代率及高厚比等因素对再生混凝土T形短肢剪力墙的破坏形态、滞回性能、承载能力、延性、刚度和耗能能力的影响,并以试验结果为依据,分析了上述性能指标随再生粗骨料取代率及高厚比变化的一般规律,得出一些可供参考的结论和建议。(3)依据不同工况下的5片再生混凝土T型短肢剪力墙进行的低周反复荷载试验数据,结合适用于普通钢筋混凝土构件的改进双参数地震损伤模型及借鉴实际结构各震害破损程度Dc,确定各RAC剪力墙的组合系数β的计算值。利用Matlab对以再生骨料取代率R,高厚比H为基础的多变量线性方程进行拟合,确定了组合系数β的计算公式,β=0.0577R+0.0122H,从而对修正Park-Ang模型做出了进一步修正,使其更适合于再生混凝土短肢剪力墙的损伤计算,可为再生混凝土T形短肢剪力墙损伤评估提供参考。(4)应用ABAQUS有限元分析软件,结合本文建议的再生混凝土受压本构模型和已有研究成果,对再生混凝土短肢剪力墙进行有限元模拟分析,研究其滞回曲线和破坏形态,探讨其耗能能力,并与试验结果进行对比,两者吻合较好,说明本文所建立的ABAQUS模型合理,分析结果可靠。
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