發(fā)布時(shí)間：2020-08-27 20:10

【摘要】：鋼-混凝土組合剪力墻結(jié)構(gòu)具有良好的抗側(cè)剛度與耗能性能,能為高層結(jié)構(gòu)提供很好的抗震能力,但對(duì)于模塊裝配式組合剪力墻在多層結(jié)構(gòu)體系下其性能如何,能否發(fā)揮其良好的抗震性能,仍具有很大的研究?jī)r(jià)值。本文通過(guò)設(shè)計(jì)一模塊裝配式組合剪力墻結(jié)構(gòu),并以此為研究對(duì)象,基于ABAQUS有限元軟件,建立不同連接方式下的組合剪力墻雙層有限元模型,在數(shù)值模擬方法驗(yàn)證正確的基礎(chǔ)上,通過(guò)分別對(duì)兩邊連接和四邊連接組合剪力墻雙層結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行基本參數(shù)的分析研究,得出兩種不同連接方式下該組合剪力墻所體現(xiàn)的性能差異,以及不同參數(shù)對(duì)其性能的影響,最后設(shè)計(jì)了4種框架柱連接改進(jìn)方案,來(lái)減小框架柱和混凝土板在加載過(guò)程中的破壞。本文主要研究工作和取得的結(jié)論如下:1.采用ABAQUS有限元軟件建立一模塊鋼板剪力墻試驗(yàn)的有限元模型,驗(yàn)證了數(shù)值模擬方法的正確性。通過(guò)采用全尺寸、全實(shí)體建模的方式,并對(duì)鋼板、混凝土均采用損傷本構(gòu),在施加往復(fù)荷載作用下,通過(guò)對(duì)比數(shù)值模擬與試驗(yàn)結(jié)果,驗(yàn)證了該數(shù)值模擬方法的準(zhǔn)確性。2.研究了兩邊連接方式下該組合剪力墻雙層結(jié)構(gòu)的基本力學(xué)性能和混凝土板的破壞情況。在不同跨高比、高厚比、栓釘?shù)姆植寂c間距布置、混凝土板厚度與強(qiáng)度等參數(shù)下,模塊組合剪力墻的內(nèi)藏栓釘采用陣列布置,同時(shí)栓釘?shù)拈L(zhǎng)度選取150mm時(shí),能最有效的發(fā)揮該模塊組合剪力墻的性能;結(jié)構(gòu)的跨高比和高厚比也不宜取過(guò)大,當(dāng)模塊組合剪力墻模塊跨高比為2/4、高厚比為225時(shí),結(jié)構(gòu)的性能最優(yōu);混凝土板厚度的增大,結(jié)構(gòu)的基本性能會(huì)增大,但增大混凝土強(qiáng)度,對(duì)其結(jié)構(gòu)性能影響不大。3.研究了四邊連接方式下該組合剪力墻雙層結(jié)構(gòu)的基本力學(xué)性能、混凝土板的破壞和框架柱內(nèi)力值。在不同軸壓比、跨高比、厚度比、剛度比和混凝土強(qiáng)度等參數(shù)下,軸壓比和混凝土強(qiáng)度對(duì)結(jié)構(gòu)的基本性能影響不大,但過(guò)大的軸壓比和混凝土強(qiáng)度會(huì)增大混凝土損傷和框架柱內(nèi)力值;厚度比、剛度比和跨高比對(duì)結(jié)構(gòu)的影響基本一樣,隨著參數(shù)增大,該組合剪力墻模塊的基本力學(xué)性能、框架柱內(nèi)力值增大,但混凝土損傷減小。4.對(duì)比分析了兩種不同連接方式的組合剪力墻結(jié)構(gòu)的基本性能。四邊連接組合剪力墻結(jié)構(gòu)在性能上有很大的提升,其中,承載力提高了75.1%、耗能提高了91.5%、初始剛度提升了68.0%,二層混凝土板的破壞也大大減小。但一層混凝土板的破壞程度有所增加,同時(shí)過(guò)大的框架柱內(nèi)力值會(huì)導(dǎo)致框架柱在加載過(guò)程中發(fā)生破壞,故需對(duì)框架柱做系統(tǒng)的改進(jìn)分析。5.研究了5種不同框架柱與剪力墻模塊連接方式下結(jié)構(gòu)的基本性能,在結(jié)構(gòu)的基本力學(xué)性能上,軟鋼連接方式提升最大、中間部分和上下部分連接方式基本無(wú)變化、兩者不相連方式有所降低;在框架柱內(nèi)力值和混凝土損傷上,中間部分和不相連方式能全面的減小框架柱內(nèi)力值和混凝土損傷情況,上下部分和軟鋼連接方式會(huì)增大框架柱內(nèi)力值和混凝土損傷情況。因而采用中間部分連接方式能有效改善框架柱和混凝土板破壞,這為實(shí)際工程應(yīng)用通過(guò)了很好的理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU352.11;TU398.2
【圖文】：

圖 1-2 兩邊連接組合鋼板剪力墻剪力墻的國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀外在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)中，鋼板剪力墻主要分布在日本和美國(guó)。1970 年，日在日本東京建成。它是世界上第一座鋼板剪力墻建筑[29]。2004 年，西雅30~31]高 107m，核心筒為鋼板剪力墻。鋼板的最大厚度為 38mm。如果混凝土剪力墻，則至少需要 600 mm 厚的墻體，這就增加了建筑的使用好的經(jīng)濟(jì)效益。年來(lái)，鋼板剪力墻以其優(yōu)良的性能在我國(guó)許多高層建筑工程中得到了成北京國(guó)際貿(mào)易大廈[32]三期工程于 2007 年竣工，共 80 層，330 米高。主構(gòu)，即外框管為鋼筋混凝土框架管，內(nèi)芯管底部采用復(fù)合鋼板墻加固，京奧林匹克公園于 2014 年建成了五座望塔。塔身由 186m 至 248m 高架剪力墻結(jié)構(gòu)體系，塔頂為鋼結(jié)構(gòu)，塔身底部為鋼板復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)[33]2015 年 10 月，廣州市最高的大廈廣州東塔 116 層，高 530 米。主體臂的巨型框架-核心筒結(jié)構(gòu)體系。塔樓地下室至地面的 32 層核心筒外墻板剪力墻構(gòu)件[34]，如圖 1-5 所示。

圖 1-2 兩邊連接組合鋼板剪力墻. 鋼板剪力墻的國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀國(guó)外在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)中，鋼板剪力墻主要分布在日本和美國(guó)。1970 年，日本鋼鐵大樓在日本東京建成。它是世界上第一座鋼板剪力墻建筑[29]。2004 年，西雅圖聯(lián)邦大樓[30~31]高 107m，核心筒為鋼板剪力墻。鋼板的最大厚度為 38mm。如果采用傳鋼筋混凝土剪力墻，則至少需要 600 mm 厚的墻體，這就增加了建筑的使用空間。了良好的經(jīng)濟(jì)效益。近年來(lái)，鋼板剪力墻以其優(yōu)良的性能在我國(guó)許多高層建筑工程中得到了成功的應(yīng)如，北京國(guó)際貿(mào)易大廈[32]三期工程于 2007 年竣工，共 80 層，330 米高。主體結(jié)構(gòu)道結(jié)構(gòu)，即外框管為鋼筋混凝土框架管，內(nèi)芯管底部采用復(fù)合鋼板墻加固，如圖 1示；北京奧林匹克公園于 2014 年建成了五座望塔。塔身由 186m 至 248m 高組成，為框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系，塔頂為鋼結(jié)構(gòu)，塔身底部為鋼板復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)[33]，如圖 所示。2015 年 10 月，廣州市最高的大廈廣州東塔 116 層，高 530 米。主體是一個(gè)伸出臂的巨型框架-核心筒結(jié)構(gòu)體系。塔樓地下室至地面的 32 層核心筒外墻采用雙合鋼板剪力墻構(gòu)件[34]，如圖 1-5 所示。

圖 1-4 北京奧林匹克公園w

本文編號(hào)：2806566