考虑墙肢约束小跨高比复合配筋连梁抗震性能研究

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1、考虑墙肢约束小跨高比复合配筋连梁抗震性能研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：张爱环指导教师：皮天祥副教授专业：土木工程学科门类：工学重庆大学土木工程学院二O一五年五月ResearchonSeismicBehaviorofSmallSpan-to-DepthRatioCouplingBeamsunderShearWallConstraintAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofstructuralengineeringByZhangA

2、ihuanSupervisedbyAssProf.PiTianxiangSpecialty:CivilEngineeringCollegeofCivilEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2015中文摘要摘要连梁是高层联肢剪力墙结构中的重要抗震耗能构件，剪力墙墙肢与连梁的相互作用致使连梁处于弯矩、剪力和轴力复合受力状态，目前研究者将连梁简化为在水平地震作用下的双向反对称受弯构件、并进行延性能力和延性需求等试验和计算分析并不能真实而客观地反应和评价连梁的抗震性能。本论文针对跨高比L/h≤1.5复合配筋连梁考虑墙肢轴向约束、不同

3、墙肢尺度、墙肢竖向变形、现浇楼板约束等综合因素影响下的抗震性能展开以下主要内容的研究：①在无轴向约束小跨高比复合配筋连梁拉杆-压杆受力分析模型基础上，建立考虑轴向约束的小跨高比复合配筋连梁在水平地震作用下的超静定拉杆-压杆受力分析模型，通过改造混凝土主、次斜压杆和各类钢筋拉杆的几何方程、变形协调方程、物理条件及平衡方程，编制了连梁受力分析程序LL-Y，并对试验试件进行了计算与试验结果的宏观(荷载P-位移)和微观(各类钢筋应变)等的对比分析和不同轴向约束下连梁抗震性能规律的算例分析。②利用大型商业有限元软件ABAQUS对无约束小跨高比连梁的抗震性能进行模拟分析，在得到适合该类连梁有限元分析单

4、元类型、材料本构关系等的基础上，建立剪力墙肢截面高度为900mm、2100mm、3300mm和4500mm与跨高比分别为L/h=1.0和L/h=1.5的三种不同配筋量连梁组合的共计12个四层联肢剪力墙结构有限元分析模型，对考虑多因素影响下的小跨高比复合配筋连梁受力变形、内力重分布特征以及延性能力和延性需求等综合抗震性能进行算例定量分析。③对现浇楼板单侧约束下的小跨高比连梁进行有限元分析，探索了楼板对连梁屈服位移、屈服荷载、极限荷载和名义剪压比等的影响，以及楼板纵筋参与连梁受力的有效范围。研究取得了以下主要成果：①本文编制考虑墙肢约束的超静定拉杆-压杆模型程序能有效地反映小跨高比复合配筋连梁在

5、不同轴向约束条件下的全过程受力性能。②分析表明，连梁轴向变形的限制程度对其延性等抗震性能有较大影响，当两端完全固定约束时，连梁位移延性能力不超过3.0，小于罕遇地震作用下剪力墙结构对连梁的延性需求。③联肢剪力墙结构中，随着墙肢尺度的增大连梁延性能力逐渐减小，而延性需求逐渐增大，当墙肢截面高度超过4500mm时，L/h≤1.5的复合配筋连梁(所研究试验试件尺度下)延性能力不满足延性需求。④现浇楼板的约束增大了连梁剪压比、提高了连梁屈服荷载和极限荷载，降I重庆大学硕士学位论文低了连梁位移延性系数。关键词：联肢剪力墙，小跨高比复合配筋连梁，超静定拉压杆模型，轴向约束II英文摘要ABSTRACTTh

6、ecouplingbeamsareimportantcomponentforseismicenergydissipationincoupledshearwallinhigh-risestructures.Theinteractionbetweenshearwalllimbsandcouplingbeamsmakestheforcestateofcouplingbeamsverycomplax.Atpresent,researcherssimplifythecouplingbeamsintoabi-antisymmetricflexuralmembersunderhorizontalearth

7、quake,andtheexperimentofductilitycapacityandductilitydemandcannotreflecttheseismicperformance.ThispaperisaimedatthecouplingbeamswithspantodepthratioL/h≤1.5andconsideringthefactorsofwalllimbaxialconstraint,d