钢管束-混凝土组合剪力墙压弯性能试验研究及有限元模拟分析

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1、分类号：TU398.2学号：201500359011硕士学位论文钢管束-混凝土组合剪力墙压弯性能试验研究及有限元模拟分析ExperimentalandFiniteElementAnalyticalStudyonCompressionandBendingBehaviorofSteelTubeBundleConcreteCompositeShearWall研究生姓名：张鹏指导教师：周新刚教授学科门类：工学专业名称：土木工程论文提交日期：2018年06月01日烟台大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成

2、果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权说明本人完全了解烟台大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在非保密的论文范围内，学校可以公布论文的部分或全部内容。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日

3、烟台大学硕士学位论文摘要钢管束混凝土组合剪力墙结构是一种新型的装配式建筑结构体系，具有施工便捷、用钢量经济、空间利用合理等优点。本文研究了钢管束混凝土组合剪力墙在低周往复荷载作用下的破坏模式与受力性能，探讨了轴压比等因素对其抗震性能的影响。基于钢管束混凝土组合剪力墙底部屈曲的破坏模式，提出一种底部带加强区的钢管束混凝土组合剪力墙。研究了不同加强区高度对钢管束混凝土组合剪力墙延性、承载力和变形能力的影响，试验结果表明，通过底部加强的方式可以显著改善钢管束混凝土组合剪力墙的受力性能。本文的主要研究内容如下：（1）通过对不同轴压比作用下钢管束混凝土组合剪力墙试件的拟静力试验，研究了其在低

4、周往复荷载作用下的破坏模式与受力性能。不同轴压比作用下的钢管束混凝土组合剪力墙均经历了弹性工作阶段、混凝土开裂阶段、钢管束屈曲阶段和屈曲后阶段。剪力墙最终因底部钢管束局部屈曲，屈曲位置处钢管束内部混凝土压碎，整片剪力墙失去承载能力。随着轴压比的增大，其水平峰值承载力显著提高，轴压比由0.15增大到0.3时，提高幅度可达19.2%，但是钢管束混凝土组合剪力墙底部的钢管束屈曲范围增加，屈曲程度加剧，剪力墙延性变差。（2）为进一步改善钢管束混凝土组合剪力墙的受力性能，对底部带加强区的钢管束混凝土组合剪力墙进行了压弯性能试验研究。试验结果表明，采用底部加强的方式可以使剪力墙底部屈曲位置上移

5、，显著提高其水平峰值承载力，改善剪力墙的受力性能。（3）在其他参数保持不变的前提下，底部加强区高度增加，剪力墙试件的顶点水平承载力明显提高。墙体高度h=1500mm，底部加强区高度为150mm（h/10）时，底部加强剪力墙试件SSTW1的峰值承载力相对于未加强剪力墙试件（STW2）提高21.5%，且荷载位移曲线较为平缓，延性有所改善，加固区高度为300mm（h/5）、450mm（3h/10）时，其承载力相对于未加强试件STW2分别可提高27.24%、35.56%。（4）利用ABAQUS非线性有限元分析软件建立钢管束混凝土组合剪力墙数值分I钢管束-混凝土组合剪力墙压弯性能试验研究及有

6、限元模拟分析析模型，将计算结果与试验结果进行对比，验证了有限元模型的可靠性。探究了在加强区用钢量相等的前提下，改变加强区高度与厚度对钢管束混凝土组合剪力墙受力性能的影响。计算结果表明，在底部加强区用钢量相等的前提下，为充分发挥剪力墙的材料性能，底部加强区的高度宜控制在一定范围内，将高度定在0.5倍左右墙高时，剪力墙的加强效果最佳。关键词：钢管束；组合剪力墙；压弯性能；底部加强；轴压比II烟台大学硕士学位论文AbstractThesteeltubebundleconcretecompositeshearwallstructureisanewtypeofprefabricatedbui

7、ldingstructuralsystem,whichhastheadvantagesofquickconstruction,economicaluseofsteelandreasonablespaceutilization.Inthispaper,thefailuremodesandmechanicalbehaviorsofsteeltubebundleconcretecompositeshearwallsunderlowcyclicloadingarestudie