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低屈服点波纹双钢板组合剪力墙抗震性能研究

李国洋

低屈服点波纹双钢板组合剪力墙抗震性能研究

李国洋1
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作者信息

  • 1. 东北石油大学
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摘要

作为一种新型抗侧力构件,波纹双钢板混凝土组合剪力墙主要由两侧波纹钢板、抗剪连接件和夹心混凝土组成,由于波纹钢板相对平钢板与混凝土的接触面积增大,且具有更强的面外刚度,因此可以提升结构抗震性能。低屈服点钢材(Low Yield Point,简称LYP)伸长率是普通钢材的2-3倍且相比普通钢材延性更大。目前国内外对于波纹双钢板混凝土组合剪力墙的相关抗震性能分析研究及低屈服点钢材性能分析研究较多,且较为成熟,但在钢板混凝土组合剪力墙中,尚未出现把两者组合,即把波纹钢板这种高性能结构形式与低屈服点钢材这种高性能材料相结合,探究其性能的研究。因此本文把这两者结合,通过有限元模拟研究低屈服点钢材对波纹双钢板组合剪力墙抗震性能的影响。内容有以下几点: (1)为验证所建模型的合理性,对普通双钢板混凝土组合剪力墙试件和波纹双钢板混凝土组合剪力墙试件进行ABAQUS有限元建模并数值模拟分析。通过将有限元模型结果与其相对应的试验数据加以比较研究,以此验证有限元建模的合理性和准确性。分析结果表明,有限元模拟与实际试验之间的最大误差为8.76%,有限元模拟可以较好地还原真实试验。 (2)利用ABAQUS软件建立了低屈服点双钢板混凝土组合剪力墙模型,在其它参数不变的前提下,研究改变钢板结构和改变钢板材料对钢板混凝土组合剪力墙抗震性能的影响,以进一步阐明将波纹钢板高性能结构与低屈服点钢材高延性材料相结合的优势。研究结果表明,低屈服点钢材试件相比普通钢材试件,虽然更早达到屈服,但延性和耗能能力均得到大幅度提高,抗震性能更加优异,波纹钢板试件相比平钢板试件承载能力、延性和耗能能力均得到一定提高,即结构的改变和材料的改变都能提高试件的抗震性能,而两者结合对其抗震性能提升幅度更大。 (3)选用LYP160低屈服点钢材,建立普通钢材对照组试件,对不同参数下的低屈服点波纹双钢板混凝土组合剪力墙模型进行抗震性能分析研究。保持其他参数不变,通过改变轴压比、混凝土强度、波纹钢板厚度和剪跨比等参数,分析参数变化对试件承载能力、延性、刚度退化以及耗能能力等指标影响规律,进而得出其对抗震性能的影响,揭示了随着轴压比的增大,试件的承载能力、刚度、耗能能力都有所提高,但延性下降;随着混凝土强度的增大,试件的承载能力和刚度有一定提高,延性有所下降,耗能能力影响不大;随着钢板厚度的增大,试件的承载能力、刚度、延性、耗能能力均得到提高,其中承载能力和耗能能力提升较大;随着剪跨比的减小,试件的承载能力和刚度大幅度提升,耗能能力有一定提升,延性略有下降,几乎可以忽略不计。

关键词

波纹双钢板混凝土组合剪力墙/低屈服点钢材/抗震性能/有限元分析

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授予学位

硕士

学科专业

土木工程

导师

袁朝庆/杨宇

学位年度

2024

学位授予单位

东北石油大学

语种

中文

中图分类号

TU
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