鋼板混凝土組合剪力墻抗震性能研究.pdf

1、隨著高層建筑結(jié)構(gòu)的迅速發(fā)展，結(jié)構(gòu)對(duì)抗側(cè)力構(gòu)件的要求也相應(yīng)提高，使得各種不同的新式剪力墻被研究人員關(guān)注，其中就包括鋼板-混凝土組合剪力墻。鋼板-混凝土組合剪力墻結(jié)合了型鋼和混凝土兩種材料的受力性能優(yōu)勢(shì)，具有承載能力高、延性比和側(cè)向剛度大、耗能能力強(qiáng)的良好性能。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)鋼板-混凝土組合剪力墻的研究還不夠完善，同時(shí)缺乏足夠的工程經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算理論，這些都阻礙了它在實(shí)際工程中的應(yīng)用，因此系統(tǒng)全面地研究這種形式的剪力墻及其抗震性能是很有必要的。

2、本文基于ABAQUS有限元分析軟件建立了精細(xì)化的鋼板-混凝土組合剪力墻的數(shù)值分析模型，并且對(duì)其進(jìn)行模擬分析驗(yàn)證，進(jìn)而將模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化使其更適應(yīng)實(shí)際工程設(shè)計(jì)分析的需要，最后通過(guò)簡(jiǎn)化的數(shù)值模擬模型研究了該類剪力墻在單調(diào)和循環(huán)荷載下的部分抗震性能。本文內(nèi)容主要包括以下幾點(diǎn):
　　(1)為研究鋼板混凝土組合剪力墻的抗震性能，本文基于著名的ABAQUS有限元分析軟件提出了該類剪力墻形式進(jìn)行非線性數(shù)值模擬分析的精細(xì)化模型的建立方法，并對(duì)建立模

3、型所依據(jù)的一些理論，包括混凝土結(jié)構(gòu)模型理論、兩種材料的基本模型和粘結(jié)滑移理論，進(jìn)行了簡(jiǎn)要地論述。本文結(jié)合新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范提出了混凝土損傷塑性模型參數(shù)的計(jì)算方法并確定了兩種材料的計(jì)算參數(shù)與有限元軟件所需的輸入?yún)?shù)之間的換算方法，為進(jìn)一步的精細(xì)化模型建立做鋪墊。
　　(2)本文參考以往的研究資料，在已有的試驗(yàn)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了相應(yīng)鋼板-混凝土組合剪力墻構(gòu)件，利用ABAQUS有限元軟件模擬分析了鋼板-混凝土組合剪力墻構(gòu)件在單調(diào)荷載作用下

4、的力學(xué)性能。本文對(duì)比了采用忽略鋼板與混凝土板界面粘結(jié)滑移時(shí)采用的綁定設(shè)置的模型分析結(jié)果、采用實(shí)體單元設(shè)置連接件的模型分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果。模擬分析的結(jié)果表明:本文建立的精細(xì)化的鋼板混凝土組合剪力墻模型能夠較為準(zhǔn)確地模擬出實(shí)際構(gòu)件的受力狀況、破壞特征，特別是模擬出的栓釘?shù)募羟凶冃翁卣饕约凹羟谢菩Чc實(shí)際試驗(yàn)的結(jié)果較為接近，從而驗(yàn)證了所建立模型的可靠性。
　　(3)為了提高數(shù)值模擬分析模型的計(jì)算效率，本文對(duì)精細(xì)化的數(shù)值模擬模型的簡(jiǎn)化方

5、式進(jìn)行了研究。簡(jiǎn)化的方式是通過(guò)非線性彈簧單元來(lái)代替實(shí)體單元來(lái)模擬栓釘?shù)淖饔?。本文通過(guò)對(duì)不同栓釘?shù)牟贾玫臉?gòu)件進(jìn)行模擬分析，對(duì)栓釘剪切滑移曲線進(jìn)行了魯棒性測(cè)試，也驗(yàn)證了簡(jiǎn)化栓釘布置獲得的剪切滑移曲線能夠在密布栓釘?shù)那闆r下也有一定的適用性。將布置單栓釘所獲得的剪切滑移曲線應(yīng)用于非線性彈簧單元模擬的模型，并對(duì)比兩種模型的模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的差異，結(jié)果表明彈簧模型也同樣能較為準(zhǔn)確地模擬出實(shí)際構(gòu)件的受力狀況，從而驗(yàn)證了簡(jiǎn)化模型的可靠性。
　　

6、(4)本文在簡(jiǎn)化后的的數(shù)值模擬分析模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一系列鋼板-混凝土組合剪力墻的構(gòu)件，并利用ABAQUS軟件研究了這些構(gòu)件在單調(diào)水平荷載和循環(huán)荷載作用下的力學(xué)性能。通過(guò)繪制各剪力墻構(gòu)件的承載力—水平位移的P-Δ關(guān)系曲線，并結(jié)合承載能力、變形能力、延性比和滯回耗能等參數(shù)指標(biāo)，研究了軸壓比、鋼板厚度等部分抗震性能影響參數(shù)對(duì)鋼板混凝土組合剪力墻構(gòu)件在單調(diào)荷載和循環(huán)荷載下的力學(xué)性能的作用。結(jié)果表明:考慮鋼板與混凝土板界面粘結(jié)滑移特性的精細(xì)化