核电工程双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能研究

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1、中文图书分类号：TU398+.2密级：公开UDC：624学校代码：10005博士学位论文DOCTORALDISSERTATION论文题目：核电工程双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能研究论文作者：李晓虎学科：土木工程指导教师：李小军教授论文提交日期：2017年3月UDC：624学校代码：10005中文图书分类号：TU398+.2学号：B201304017密级：公开北京工业大学工学博士学位论文题目：核电工程双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能研究英文题目：STUDYONSEISMICPERFORMANCEOFDOUBLESTEELPLATES

2、ANDCONCRETEINFILLCOMPOSITESHEARWALLFORNUCLEARSTRUCTURALENGINEERING论文作者：李晓虎学科专业：土木工程研究方向：结构工程申请学位：工学博士指导教师：李小军教授所在单位：建筑工程学院答辩日期：2017年5月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料

3、。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：2017年5月22日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：日期：2017年5月22日导师签名：日期：2017年5月23日摘要摘要双钢板混凝土组合剪力墙是由外层钢板和内部核心混凝土组成的组合结构，此种结构是一种新型的抗侧力构件。双钢

4、板混凝土组合结构由于其良好的受力性能和抗冲击能力以及模块化施工的高效率施工方法，在我国CAP1400核电工程的核岛屏蔽厂房中得到应用。为了确保核电工程的地震安全性，核岛结构中双钢板混凝土组合剪力墙的抗震安全性能如何成为核电工程中必须研究的关键问题。核岛结构中双钢板混凝土组合剪力墙与民用建筑中的不同，其混凝土厚度巨大，一般为1m左右，因此钢板与混凝土厚度比相对小很多。对于一般钢板混凝土组合结构的研究成果很多，但对于核岛中的这由特殊钢板混凝土组合结构，其抗震性能如何需进一步研究。然而，目前国际上其研究较少，更未形成相应的结构设计规范

5、。本文以核电工程屏蔽厂房的双钢板混凝土组合剪力墙为具体研究对象，通过开展基本构件的试验研究了双钢板混凝土组合剪力墙在面内和面外低周往复荷载作用下的受力特点、破坏特征、滞回曲线、抗侧刚度以及钢板的屈曲等抗震性能。在试验研究的基础上采用ABAQUS有限元软件建立了试验构件的数值模型，通过与试验结果的比较验证了数值模型的正确性，并开展数值模拟分析了核岛结构双钢板混凝土组合剪力墙的抗震性能，提出了其抗震性能参数计算公式。本文的主要工作和研究成果如下：（1）设计制作了9个双钢板混凝土组合剪力墙试件和1个钢筋混凝土剪力墙试件，对试件进行了面

6、内荷载作用下的低周往复试验，研究了双钢板混凝土组合剪力墙试件的受力性能和破坏机理。具体分析了栓钉间距、钢板厚度、竖向荷载、加劲肋设置等对剪力墙试件抗震性能的影响，研究了剪力墙试件在往复荷载作用下的滞回曲线、刚度退化、耗能能力等抗震性能的变化规律。试验结果研究表明：双钢板混凝土组合剪力墙明显比钢筋混凝土剪力墙拥有更好的延性和抗震性能；栓钉间距的变化对试件的抗侧刚度和承载力影响不大，钢板厚度的增加在很大程度上提高了剪力墙的耗能能力，竖向荷载在一定范围内的增加可以提高剪力墙的极限承载力，加劲肋的设置能够提高剪力墙的抗侧刚度和承载力；在

7、试验研究的基础上，通过对双钢板混凝土组合剪力墙试件模型进行简化和计算假定，给出了剪力墙在面内低周往复荷载作用下的受弯承载力计算公式。（2）制作了5个双钢板混凝土组合剪力墙试件和1个钢筋混凝土剪力墙试件，对试件进行了面外荷载作用下的低周往复试验，研究了双钢板混凝土组合剪力墙的受力过程和破坏模式、抗侧刚度、耗能能力等抗震性能。具体分析了钢板厚度、竖向荷载、混凝土强度等因素对双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能的影响。-I-北京工业大学工学博士学位论文研究结果表明：极限承载力都随竖向荷载的增大有明显提高，混凝土强度等级在一定范围内的提高对试

8、件抗侧刚度没有明显影响，试件抗侧刚度和剪力墙试件的承载力都随着钢板厚度的增加而有所提高。在试验结果和理论分析的基础上提出了双钢板混凝土组合剪力墙的混凝土开裂荷载和受弯承载力的计算公式。（3）采用ABAQUS有限元软件分别建立了面内和面外荷载作用下的双钢板混凝土组