【摘要】：鋼管束組合剪力墻是一種新型鋼與混凝土組合剪力墻,由多個U型鋼管并排連接在一起,內部澆筑混凝土而成。作為多高層建筑中主要承重構件和抗側力構件,與傳統(tǒng)鋼筋混凝土剪力墻相比,鋼管束組合剪力墻具有抗側剛度大、承載力高、延性和抗震性能好等諸多優(yōu)勢,符合綠色建筑和建筑工業(yè)化發(fā)展的需要,具有廣闊的應用前景。L型鋼管束組合剪力墻廣泛用于墻體轉角處,其截面剪切中心與形心不重合,受力復雜,并且對該種剪力墻抗震性能的研究文章極少,因此本文先進行L型鋼管束組合剪力墻的抗震性能研究,進一步基于一字型鋼管束組合剪力墻的破壞模式和帶端柱鋼筋混凝土剪力墻的優(yōu)勢,新發(fā)展了一種帶端柱鋼管束組合剪力墻,并對其深入研究。本文的主要研究工作如下:(1)首先,對現(xiàn)有的一字型鋼管束組合剪力墻,利用ABAQUS建立有限元模型,將數(shù)值模擬結果與試驗結果進行對比,驗證了有限元建模方式及模擬結果的準確性。(2)其次,設計了7片L型鋼管束組合剪力墻,利用ABAQUS建立有限元模型,在低周往復加載下,分析了軸壓比、剪跨比、墻肢高厚比、暗柱U型鋼厚度和U型鋼截面尺寸對該類型剪力墻抗震性能的影響,獲得影響規(guī)律;根據(jù)該類型剪力墻應力應變云圖,研究其工作機理。研究表明:該剪力墻主要為彎曲破壞,最終破壞時腹板角部邊緣破壞嚴重;當翼緣寬度較大時,翼緣底部易發(fā)生平面外彎曲導致承載力下降過快,建議實際工程中控制翼緣寬度不超過450mm。(3)然后,本文發(fā)展了一種新的一字型帶端柱鋼管束組合剪力墻,利用ABAQUS建立有限元模型,同時建立了無端柱鋼管束組合剪力墻有限元模型,對比分析抗震性能,分析結果表明:端柱可以為該種剪力墻提供有效約束,明顯提高了鋼管束剪力墻承載力和耗能能力,說明本文提出的新型一字型帶端柱鋼管束組合剪力墻抗震性能良好,具有明顯的優(yōu)越性。(4)接著,本文考慮軸壓比、端柱鋼板厚度、剪跨比、U型鋼截面尺寸、端柱內內置鋼管等參數(shù)變化,設計了10片一字型帶端柱鋼管束組合剪力墻,建立有限元模型,分析參數(shù)變化對剪力墻抗震性能的影響,獲得了影響規(guī)律。選擇綜合性能較優(yōu)的一片帶端柱鋼管束組合剪力墻為作為標準構件進行變參分析,研究軸壓比、混凝土強度等級、鋼材強度等級、鋼板厚度等參數(shù)對該剪力墻抗震性能的影響,給出了設計建議。(5)最后,基于全截面塑性設計方法,對該新型一字型帶端柱鋼管束組合剪力墻,提出并推導了正截面受彎承載力計算公式,計算了9片該類型剪力墻的承載力,并與有限元模擬結果分析比較,兩者最大相差僅為8.9%,該計算公式可以該剪力墻受彎承載力計算提供理論依據(jù)。
【圖文】：

力墻、H 型鋼梁、鋼筋桁架樓承板組成的一種新型裝配式高層鋼結構體系。鋼管束組剪力墻由不同截面形式的 U 型鋼通過二級全熔透焊接后，內部澆筑混凝土而成。根實際工程需要，鋼管束組合剪力墻截面形式主要包括一字型、T 型、L 型、Z 型，實工程中剪力墻外部會采用加氣混凝土板將墻體包裹起來，起到防止鋼管束銹蝕的作并排連接的 U 型鋼管束將剪力墻分成多個腔室，可以對混凝土提供更好的約束用，有效提高其峰值應力和極限應變；同時，內置混凝土可以防止鋼管束過早局部屈使鋼材強度得以充分發(fā)揮。鋼管束剪力墻在實際施工過程中，由于鋼管束的存在，而必使用模板，既可以節(jié)約成本，又可以加快施工進度�？傊蛡鹘y(tǒng)鋼筋混凝土結構比，鋼管束組合剪力墻結構體系具有施工周期短、建筑垃圾少、得房率高、延性好、震性能好等諸多優(yōu)勢，符合建筑工業(yè)化的發(fā)展方向，為裝配式建筑的發(fā)展提供了一種的方向。目前鋼管束組合剪力墻結構體系已經(jīng)成功應用于杭蕭鋼構研發(fā)試驗大樓、內古包頭萬郡大都城項目、杭州蕭山錢江世紀城人才專項用房 11 號樓，如圖 1.1、1.示。

力墻、H 型鋼梁、鋼筋桁架樓承板組成的一種新型裝配式高層鋼結構體系。鋼管束組剪力墻由不同截面形式的 U 型鋼通過二級全熔透焊接后，，內部澆筑混凝土而成。根實際工程需要，鋼管束組合剪力墻截面形式主要包括一字型、T 型、L 型、Z 型，實工程中剪力墻外部會采用加氣混凝土板將墻體包裹起來，起到防止鋼管束銹蝕的作并排連接的 U 型鋼管束將剪力墻分成多個腔室，可以對混凝土提供更好的約束用，有效提高其峰值應力和極限應變；同時，內置混凝土可以防止鋼管束過早局部屈使鋼材強度得以充分發(fā)揮。鋼管束剪力墻在實際施工過程中，由于鋼管束的存在，而必使用模板，既可以節(jié)約成本，又可以加快施工進度�？傊�，和傳統(tǒng)鋼筋混凝土結構比，鋼管束組合剪力墻結構體系具有施工周期短、建筑垃圾少、得房率高、延性好、震性能好等諸多優(yōu)勢，符合建筑工業(yè)化的發(fā)展方向，為裝配式建筑的發(fā)展提供了一種的方向。目前鋼管束組合剪力墻結構體系已經(jīng)成功應用于杭蕭鋼構研發(fā)試驗大樓、內古包頭萬郡大都城項目、杭州蕭山錢江世紀城人才專項用房 11 號樓，如圖 1.1、1.示。
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU398.2;TU352.11

【參考文獻】

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本文編號：2675752