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薄型双钢板-混凝土组合剪力墙轴压稳定性实验研究

武亚鹏

薄型双钢板-混凝土组合剪力墙轴压稳定性实验研究

武亚鹏1
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作者信息

  • 1. 天津大学
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摘要

双钢板-混凝土组合剪力墙具有强度高、抗震性能好、施工方便快捷等特点,在海洋平台、防护工程、高层建筑等许多领域均有应用。但是SCFST柱体系由于条件限制,所用双钢板组合剪力墙厚度仅为130mm左右,当双钢板组合剪力墙的厚度较小、高厚比较大时,其在轴压力作用下的承载能力、稳定性能和协同性能需要加以研究,然而已有研究大都针对厚度较大、高厚比较小的墙体。因此,本文采用试验研究、数值模拟、理论计算相结合的方法对薄型双钢板-混凝土组合剪力墙的轴压性能进行了研究,具体开展了以下几方面的工作: 通过改变墙体高度和连接方式,设计5个薄型双钢板-混凝土组合剪力墙并对其进行轴压试验;观察薄型双钢板-混凝土组合剪力墙的变形情况和破坏过程,研究墙体的荷载位移曲线、荷载应变曲线和破坏机理:分析了墙体高度和连接方式对墙体的轴压刚度、承载能力、整体和局部稳定性等轴压力学性能的影响。 采用ABAQUS软件建立了薄型双钢板-混凝土组合剪力墙的有限元模型,考虑了材料和几何非线性,选取了适用的钢材和混凝土本构模型:数值模拟结果与试验结果吻合较好,证明了所建立的有限元模型的可靠性;在数值分析模型的基础上,研究了墙体在不同加载阶段钢板和混凝土的应力应变分布、钢板和混凝土的相互作用、不同连接方式墙体的受力特性。 通过建立数值模型对薄型双钢板-混凝士组合剪力墙进行了参数分析,研究了截面高厚比、外侧钢板厚度、不同连接方式、是否设置侧板等参数对墙体轴压力学性能的影响;基于轴压试验、理论分析和参数分析的研究成果,考虑不同连接形式、钢板局部屈曲、墙体整体稳定得出了薄型双钢板~混凝组合剪力墙的轴压承载力建议计算方法。 根据试验结果建议薄型双钢板组合剪力墙轴压比限值为0.45;根据数值模拟接结果可知薄型墙体内部混凝土抗压能力提高有限,钢板表面焊接加劲肋可以有效限制钢板的局部鼓曲;合理选取的轴压短墙极限承载能力计算方法和轴压力作用下墙体整体稳定系数计算方法具有可靠性。

关键词

双钢板混凝土组合剪力墙/轴向受压/极限承载力/力学性能

引用本文复制引用

授予学位

硕士

学科专业

建筑与土木工程

导师

李砚波/张相勇

学位年度

2019

学位授予单位

天津大学

语种

中文

中图分类号

TU
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