型鋼高性能混凝土剪力墻抗震性能及性能設(shè)計(jì)理論研究.pdf

1、型鋼高性能混凝土 (SHPC)剪力墻通過型鋼與高性能混凝土的相互組合，使高性能混凝土的脆性得到較好的改善，型鋼的作用得到充分發(fā)揮，構(gòu)件的延性得以顯著提高。目前國內(nèi)外對這種構(gòu)件的抗震性能研究較少，本文擬通過試驗(yàn)與理論分析，研究SHPC剪力墻的抗震性能及性能設(shè)計(jì)理論與方法，將基于性能的抗震設(shè)計(jì)理論應(yīng)用于SHPC剪力墻的抗震設(shè)計(jì)。主要研究內(nèi)容如下:
　　 (1)對6個SHPC剪力墻試件進(jìn)行了低周反復(fù)水平加載試驗(yàn)，研究了這種構(gòu)件在壓、彎

2、、剪共同作用下的破壞過程和破壞機(jī)理;分析了SHPC剪力墻的剪跨比、軸壓比、水平分布鋼筋數(shù)量等因素對其破壞形態(tài)、滯回特性、延性及耗能能力的影響。
　　 (2)根據(jù)對滯回曲線和骨架曲線的分析研究，提出了考慮剛度退化的SHPC剪力墻恢復(fù)力模型。用試驗(yàn)擬合方法，建立了SHPC剪力墻四(三)折線骨架曲線，給出了骨架曲線各個關(guān)鍵點(diǎn)的計(jì)算公式;對SHPC剪力墻的剛度退化規(guī)律以及基于試驗(yàn)現(xiàn)象的滯回規(guī)則進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明，骨架曲線下降段的剛

3、度主要與墻肢端部型鋼的屈服應(yīng)變、軸壓比及約束區(qū)箍筋配箍特征值等因素有關(guān)。
　　 (3)運(yùn)用CANNY程序提供的纖維墻元模型對SHPC剪力墻進(jìn)行了數(shù)值分析，數(shù)值分析結(jié)果基本反映了試件的滯回特征，說明用CANNY程序?qū)HPC剪力墻進(jìn)行非線性分析是可行的。同時在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，借助CANNY程序?qū)τ绊慡HPC剪力墻抗震性能的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行了補(bǔ)充分析。
　　 (4)在sHPC剪力墻低周反復(fù)水平加載試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，建立了其開裂

4、荷載計(jì)算公式、正截面受壓承載力及斜截面受剪承載力計(jì)算公式，通過與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對比表明，本文建議公式的計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果較為符合。
　　 (5)利用SHPC剪力墻截面變形條件和平衡條件，建立了截面的屈服曲率與極限曲率，并根據(jù)剪力墻曲率延性系數(shù)與位移延性系數(shù)的關(guān)系，確定了SHPC剪力墻相應(yīng)的位移延性系數(shù)。通過計(jì)算分析，得到了SHPC剪力墻軸壓比、箍筋配箍特征值、墻體高寬比與位移延性系數(shù)之間的關(guān)系。研究結(jié)果表明，軸壓比是影響SHPC剪力

5、墻延性的主要因素，適當(dāng)增加SHPC剪力墻約束區(qū)箍筋配箍特征值并控制其軸壓比，可以提高SHPC剪力墻的位移延性。最后，給出了不同軸壓比及箍筋配箍特征值情況下，SHPC剪力墻位移延性系數(shù)的取值，可供對SHPC剪力墻進(jìn)行截面變形能力評估時參考。
　　 (6)在本文SHPC剪力墻試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，參考已有SRC剪力墻試驗(yàn)研究資料，將SHPC剪力墻結(jié)構(gòu)的性能劃分為使用良好、暫時使用、生命安全和接近倒塌四個水平;定義了各性能水平對應(yīng)的構(gòu)件性