【摘 要】
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随着建筑高度的逐渐提升,抵抗侧向力尤为重要,组合剪力墙在高层建筑中得到了广泛应用。其中钢板-混凝土组合剪力墙(SCW)可以很好的发挥钢板和混凝土的协同作用,具有更突出的抗震性能。但SCW在水平荷载较大时,钢板与混凝土会发生相对滑移现象,使钢板与混凝土的黏结力减弱,钢板对混凝土的约束能力降低,对抗震性能产生不利影响。为了减弱这种现象对抗震性能的不利影响,本文对普通的SCW提出改善,设计了一种新型的钢
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随着建筑高度的逐渐提升,抵抗侧向力尤为重要,组合剪力墙在高层建筑中得到了广泛应用。其中钢板-混凝土组合剪力墙(SCW)可以很好的发挥钢板和混凝土的协同作用,具有更突出的抗震性能。但SCW在水平荷载较大时,钢板与混凝土会发生相对滑移现象,使钢板与混凝土的黏结力减弱,钢板对混凝土的约束能力降低,对抗震性能产生不利影响。为了减弱这种现象对抗震性能的不利影响,本文对普通的SCW提出改善,设计了一种新型的钢管束形式的双层波纹钢板-混凝土组合剪力墙(RSCW)。RSCW外侧钢板为波纹钢板且为钢管束的形式,这种形式可以增加钢板与混凝土的黏结力,增强钢板对混凝土的约束,提高抗震性能。为了研究RSCW的抗震性能,本文通过有限元模拟的方法,首先对比了一字型RSCW和SCW抗震性能的优劣,接着对L形的RSCW(LRSCW)的抗震性能进行了具体分析。本文所做的具体研究工作如下:1)基于ABAQUS软件,采用有限元数值模拟的方法,对现有的天津大学所研究的双钢板-混凝土组合剪力墙试验进行模拟分析。对比模拟结果与试验结果的骨架曲线以及峰值荷载,其曲线形态相似,峰值荷载相差3.5%-6.1%,误差在允许范围内,保证了本次研究模拟方法的合理性,为之后对RSCW展开研究奠定了基础。2)在合理的模拟方法基础上,设计了两个钢管束形式的钢板-混凝土组合剪力墙构件,一种为一字型RSCW,另一种为一字型SCW。对这两个构件进行模拟分析,从两个构件的水平承载能力、延性、刚度、耗能能力等方面对其力学性能进行对比评估,得到了RSCW构件具有更好的抗震性能。3)在得到RSCW构件具有良好抗震性能的基础上,根据改变L形双层波纹钢板-混凝土组合剪力墙(LRSCW)的不同设计参数(混凝土强度、钢材强度、钢板厚度、轴压比和剪跨比以及腹板腔数波纹数)设计了6组共20个试件。通过有限元模拟分析了LRSCW构件的受力特点和性能。对LRSCW构件在侧向力作用下各阶段的延性、耗能能力,水平承载能力和刚度进行对比分析。研究表明,混凝土和钢板协同作用的程度较高时可以保证LRSCW构件的延性和耗能能力在一个良好的状态;钢板厚度的增加相比于其他参数,是增强LRSCW构件水平承载能力的最佳方式。
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