浅谈低周反复水平荷载作用下z形截面柱受剪性能试验研究与有限元非线性分析

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1、THEEXPERIMENTALINVESTIG—uIoNANDNONLINEARFINITEELEMENTANALYSIS0FZ．SHAPEDCoLUMN，SSHEARINGPERFoRMANCESUBJECTEDToLo、矾CYCLICHoRIZoNTALLoADJ／Q／rigMasterDissertationArchitecture&ConstructionEngineeringCollegeZhejiangUniversityofTechnologyHangZhou，P．R．ChinaMarch，2010浙江工业大学硕士学位论文浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提

2、交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名：疹素日期：纠p年；月彤日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印

3、、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在——年解密后适用本授权书。2．不保密彩(请在以上相应方框内打“4")作者签名：导师签专青嗍即年，啦嗍渺悔日中／7月^，r>浙江工业大学硕士学位论文摘要低周反复水平荷载作用下Z形截面柱受剪性能试验研究与有限元非线性分析摘要Z形截面柱在我国住宅建筑中已有广泛应用，但目前对其受力性能研究还不够全面，研究成果也甚少。因此，工程界对Z形截面柱还没有统一的设计方法。本文针对Z形截面柱承受平行于腹板高度方向的低周反复水平荷载作用的受剪性能进行试验研究和理论分析，揭示了其受剪破坏机理和规律，提出了可供工程设计采用的抗剪承载力设计

4、计算方法。首先，对Z形截面柱进行抗剪承载力试验，通过分析试验过程中构件裂缝的开展、破坏的形态等试验现象，探索了Z形截面柱受剪破坏机理及受剪破坏规律，得到Z形截面柱试件与矩形截面柱及其它类型的异形截面柱之间在延性性能方面的差别，并初步给出轴压比、配箍率以及腹板高厚比等对试件抗剪承载力的影响规律。然后，在试验结果基础上，对Z形截面柱进行非线性有限元计算，进一步比较分析轴压比、剪跨比、配箍率、腹板高厚比及位移加载角度等对Z形截面柱抗剪性能的影响。得到如下结论：Z形截面柱的破坏形态主要有压剪型、剪切一弯曲型及弯曲型三种，剪跨比是决定Z形截面柱破坏形态和延性性能的最主要影响因素，翼缘是承受平行

5、于翼缘方向水平剪力的主要部件。最后，在试验数据以及有限元数值模拟的基础上，对Z形截面柱抗剪承载力计算方法进行研究，得到Z形截面柱抗剪承载力回归公式和可应用于工程设计使用的抗剪承载力计算公式，并给出若干工程设计建议，供工程设计人员参考。关键j闻：低周反复，z形截面柱，试验研究，破坏形态，抗剪承载力，轴压比，剪跨比，配箍率，有限元分析浙江工业大学硕士学位论文ABSTRACTTHEEXPERIMENTALlNVESTIGAT10NANDNONLINEARFlNlTEELEMENTANALYSIS0FZ-SHAPEDCOLUMN'SSHEARINGPERFORMANCESUBJECTEDTO

6、LOW—CYCLICHORlZONGTALLOADABSTRACTZ—shapedcolumniswidelyusedinthestructureofresidentialarchitectureinchina,butcurrently,researchesonZ·shapedcolumnareinsufficient,andcon．elatiVeconclusionsareabsent．Therefore，thereisnounifieddesignmethodinengineeringfield．Basedontheexperimentstudyandtheoreticalana

7、lysisofZ-shapedcolumnundertheloadwhichishorizontaltotheflange，thisdissertationrevealsshearfailuremechanismanddisciplineofZ—shapedcolumnforUS．ItalsoprovidesuswiththedesignmethodwhichCanbeusedinpracticalengineering．Firstly,theshear-