内置FRP管钢管混凝土边框剪力墙承载力分析

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1、广州大学硕士学位论文I广州大学硕士学位论文I广州大学硕士学位论文I广州大学硕士学位论文II广州大学硕士学文论文内置FRP管钢管混凝土边框剪力墙承载力分析专业：建筑与土木工程硕士生：陈锦文指导教师：任凤鸣摘要现代高层及超高层建筑中，剪力墙作为核心抗侧力构件，在建筑结构中发挥着重要的作用。高层建筑中往往需要增大底层的剪力墙厚度来满足轴压比的要求，这样大大减少了建筑的使用面积，如何改善剪力墙的整体性能近年来成为结构工程领域研究的热点之一，关于组合剪力墙的研究也越来越多。本文结合纤维复材（FRP）管约束混凝土和钢管混凝土的优点，

2、在钢管混凝土边框剪力墙的基础上提出了一种新型组合剪力墙——内置FRP管的钢管混凝土边框组合剪力墙。对内置FRP管的钢管混凝土边框剪力墙进行了抗震性能试验研究，结合试验结果，基于平截面假定，通过多项式拟合对钢管混凝土本构关系进行简化，采用混凝土应力等效法，对该新型组合剪力墙的承载力公式进行理论分析和求解推导，并采用大型通用有限元软件ABAQUS对该新型组合剪力墙进行数值模拟研究和对比分析，从而验证本文所推导的承载力计算公式的正确性，最终建立内置FRP管的钢管混凝土边框剪力墙的承载力计算公式。本文具体研究内容如下：（1）通过

3、多项式拟合，对钢管混凝土本构关系进行简化，将钢管混凝土本构关系下降段函数简化为便于计算的多项式函数；（2）基于平截面假定，结合普通钢筋混凝土压弯构件和约束混凝土压弯构件求解极限承载力的方法，分析和推导了钢管约束混凝土和FRP管约束混凝土压弯构件受压混凝土合力的表达式，采用此公式进一步分析和研究钢管混凝土柱和FRP约束混凝土柱的极限承载力；（3）结合（1）和（2）的研究成果，基于普通剪力墙极限承载力公式的分析方法，推导了内置FRP管钢管混凝土边框剪力墙的水平极限承载力公式；通过与试验结果的对比，验证了该承载力公式的可行性与

4、正确性；并对该组合剪力墙的斜截面受剪承载力进行了初步的理论推导；（4）采用ABAQUS通用有限元软件，建立了该组合剪力墙的数值分析模型，通过III广州大学硕士学位论文与试验结果对比分析，验证了数值分析模型的正确性；并设计了30个不同设计参数的内置FRP管的钢管混凝土边框组合剪力墙构件，进行了弹塑性数值模拟分析，将数值模拟的结果与（3）中建立的内置FRP管钢管混凝土边框剪力墙承载力公式的计算结果进行对比分析，进一步验证了该承载力公式的正确性。本论文受国家自然科学基金（项目号：51578165内置FRP管的钢管混凝土边框剪力

5、墙抗震性能研究）的资助完成。关键词：FRP管约束混凝土；钢管混凝土；组合剪力墙；承载力公式；本构关系；等效应力法IV广州大学硕士学文论文BearingCapacityAnalysisofCompositeShearWallwithCFSTboundaryColumnsIncorporatingFRP-confinedConcreteCoreMajor:ArchitecturalandCivilEngineeringName:ChenJinwenSupervisor:RenFengmingAbstractInrecenty

6、ears,reinforcedconcreteshearwallplaysanimportantroleinthebuildingstructureasthemainlateralforceresistingelementsinhigh-riseandsuperhigh-risebuildings.RCshearwallsatthelowerpartsofthebuldingsneedtobethickenedtomeettherequirementsfortheaxialcompressionratiospecifie

7、dintheexistingcodeswhichgreatlyreducedtheeffectiveutilityareaofthebuilding.Moreandmoreresearchhasbeenconductedoncompositeshearwallstoimprovetheoverallperformanceofshearwall.Basedontheadvantagesoffiberreinforcedpolymer(FRP)tube-confinedconcreteandconcrete-filledst

8、eeltube(CFST),anewcompositeshearwallwithFRP-confinedconcretecoresembeddedintheCFSTboundarycolumnsisproposedinthispaper.Experimentalstudyhasbeenconductedontheco