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配筋率对混凝土剪力墙结构性能影响的试验研究

作　者: 孔慧
导　师: 黄小坤
学　校: 中国建筑科学研究院
专　业: 结构工程
关键词: 多层建筑钢筋混凝土剪力墙配筋率试验研究有限元分析
分类号: TU398.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 52次
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内容摘要

在我国,混凝土剪力墙结构主要应用在高层建筑中,多层建筑多采用砌体结构。随着节约能源、资源以及环保要求的不断提高,低多层建筑的结构材料和形式呈现多样化趋势,多层混凝土剪力墙结构体系即是其中的一种。目前我国相关规范标准中的混凝土剪力墙结构主要是针对高层建筑,对低多层建筑混凝土剪力墙的构造设计和受力性能基本无特殊要求；现行规范标准在保证结构可靠性的前提下,能否满足其经济性要求、设计方法是否合理,有待深入研究。课题“低、多层房屋混凝土墙体结构性能研究”就是在这样的背景下立项的。本文是该课题研究的一部分,着重研究了低于现行规范配筋率墙体的受力及破坏特性。试验研究了八片全尺寸墙片在静力反复加载下的滞回特性。墙片高宽比在0.8左右。墙片轴压比按多层结构确定为0.1,墙片腹板分布筋配筋率在0.13%-0.26%之间。本文在试验研究的基础上,利用有限元程序对试验墙片做了非线性数值分析。分析结果与试验吻合较好。综合试验分析和数值分析结果,本文得出以下主要结论：1、承载力分析表明,按现行规范方法计算墙片承载力,均能保证其安全性,但偏于保守。2、变形分析表明,各墙片均有较好的延性和耗能能力,均能满足抗震性能需求。墙片腹板配筋率降低对其延性和耗能性能影响较小。3、对于多层建筑中的低矮剪力墙,混凝土对墙体抗剪能力的贡献大于分布钢筋的贡献。4、有限元分析表明,墙体边缘构件纵筋对其承载力影响很大。若墙肢两端配有适当的边缘构件纵筋,改变分布钢筋配筋率对墙肢承载力影响有限；从受力性能出发,即使完全没有配置分布钢筋,墙肢也能保持一定的承载力和变形能力。5、综合分析表明,本试验墙体完全可以满足多层房屋的结构性能需求,本文的研究成果可以作为实际多层建筑中剪力墙结构的设计作参考,也可为有关规范的制修订提供依据。本文的研究为“低、多层房屋混凝土墙体结构性能研究”课题的后继研究打下了坚实的基础,可作为此类墙体结构进一步研究、实际工程设计以及有关规范制修订的参考。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-19
  1.1 课题背景及意义  10-12
  1.2 钢筋混凝土剪力墙研究综述  12-18
    1.2.1 国外研究  12-15
    1.2.2 国内研究  15-18
  1.3 本课题研究的目的与主要内容  18-19
第2章试验设计  19-31
  2.1 试件受力性能初步分析  19
  2.2 试件设计  19-25
  2.3 材料性能  25-26
    2.3.1 混凝土  25
    2.3.2 钢筋  25-26
  2.4 加载制度及试件失效判别依据  26
    2.4.1 试验加载制度  26
    2.4.2 试件失效判别依据  26
  2.5 量测内容及测点布置  26-28
    2.5.1 试验设备  26-27
    2.5.2 量测内容  27
    2.5.3 测点布置  27-28
  2.6 试验装置设计  28-31
第3章试验过程及主要试验结果  31-49
  3.1 SW1-A试件  31-33
    3.1.1 试验综述  31
    3.1.2 试验过程描述  31-33
  3.2 SW1-B试件  33-35
    3.2.1 试验综述  33
    3.2.2 试验过程描述  33-35
  3.3 SW2-A试件  35-37
    3.3.1 试验综述  35
    3.3.2 试验过程描述  35-37
  3.4 SW2-B试件  37-39
    3.4.1 试验综述  37
    3.4.2 试验过程描述  37-39
  3.5 SW3-A试件  39-41
    3.5.1 试验综述  39
    3.5.2 试验过程描述  39-41
  3.6 SW3-B试件  41-43
    3.6.1 试验综述  41
    3.6.2 试验过程描述  41-43
  3.7 SW4-A试件  43-45
    3.7.1 试验综述  43
    3.7.2 试验过程描述  43-45
  3.8 SW4-B试件  45-47
    3.8.1 试验综述  45
    3.8.2 试验过程描述  45-47
  3.9 试验结果汇总  47-48
  3.10 开裂过程和破坏特征汇总  48-49
第4章试验结果分析  49-70
  4.1 骨架曲线  49-51
  4.2 承载能力  51-53
  4.3 变形能力  53-56
  4.4 耗能性能  56-60
    4.4.1 滞回曲线  56-58
    4.4.2 耗能特征  58-60
  4.5 刚度分析  60-62
  4.6 钢筋应变分析  62-70
    4.6.1 边缘纵筋  62-64
    4.6.2 竖向分布筋  64-66
    4.6.3 水平分布筋  66-69
    4.6.4 小结  69-70
第5章剪力墙受剪理论分析  70-83
  5.1 现有抗剪公式比较  70-72
  5.2 有限元分析  72-83
    5.2.1 abaqus简介  72-73
    5.2.2 建模过程  73-77
    5.2.3 分析结果对比  77-83
第6章结论与建议  83-85
  6.1 结论  83-84
  6.2 建议  84-85
参考文献  85-87
致谢  87

配筋率对混凝土剪力墙结构性能影响的试验研究

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