内藏钢板支撑预应力自复位剪力墙抗震性能研究

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1、学校代号10532学号S150100155分类号TU375密级公开硕士学位论文内藏钢板支撑预应力自复位剪力墙抗震性能研究学位申请人姓名易思宜培养单位土木工程学院导师姓名及职称汪梦甫教授学科专业土木工程研究方向预应力自复位剪力墙论文提交日期2018年5月24日学校代号：10532学号：S150100155密级：公开湖南大学硕士学位论文内藏钢板支撑预应力自复位剪力墙抗震性能研究国家自然科学基金项目(51578225)资助学位申请人姓名：易思宜导师姓名及职称：汪梦甫教授培养单位：土木工程学院专业名称：土木工程论文提交日期：2018年5月24日论文答辩日期：2

2、018年5月27日答辩委员会主席：李正农教授Seismicbehaviorofunbondedpost-tensionedself-centeringconcreteshearwallwithconcealedsteelplatebracebyYISiyiB.E.(HunanUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinCivilEngineeringintheGraduateSchoolof

3、HunanUniversitySupervisorProfessorWANGMengfuMay,2018内藏钢板支撑预应力自复位剪力墙抗震性能研究摘要传统钢筋混凝土剪力墙因具有抗侧刚度大、水平承载力高等优点被广泛应用于高层建筑中。剪力墙结构在强震作用下往往发生严重破坏，严重影响了建筑在震后的使用功能，且结构在震后的永久残余变形很大，后期难以加固，有的甚至需要推倒重建，造成巨大的经济损失和资源浪费。已有学者提出的自复位钢筋混凝土剪力墙在地震作用下损伤较小且具有自复位能力，但因具有水平承载力低、耗能性能差和不具备多重抗震防线等缺点而限制了这类剪力墙的发展和

4、应用。因此有必要研制出一种具有多重抗震防线、承载力和抗侧刚度与传统钢筋混凝土剪力墙相当、耗能性能和自复位性能好的自复位钢筋混凝土剪力墙。本文提出一种内藏钢板支撑预应力自复位钢筋混凝土剪力墙体系，组成部分包括钢筋混凝土端柱、底部两侧设置水平短缝无粘结预应力自复位剪力墙体、两侧钢筋混凝土空心墙体、空心墙体内藏X型钢板支撑等构件。为系统的研究内藏钢板支撑预应力自复位钢筋混凝土剪力墙体系的抗震性能，本文采取试验与有限元数值模拟相结合的方法。主要研究内容和结果如下：（1）设计制作一片内藏钢板支撑预应力自复位剪力墙试件，对其进行低周往复加载抗震试验，得到试件的破坏

5、形态、承载力、滞回特性、刚度退化、耗能性能和残余变形等特征。试件的破坏集中在钢筋混凝土端柱，中部剪力墙基本没有损伤，墙肢开缝部位在往复加载过程中不断张开与闭合。试件具有较高的承载力和抗侧刚度。滞回曲线较传统自复位剪力墙的“旗帜型”更饱满，耗能性能得到了改善。滞回曲线具有明显的捏拢现象，残余变形较小，最大残余位移角为0.42%，表明体系具有自复位特性。钢筋混凝土端柱和钢板支撑的有机组合可以提高水平和竖向承载力，同时钢筋混凝土端柱和钢板支撑组成的耗能框架使得体系具有多道抗震防线。（2）基于试验结果，基于ABAQUS软件对试验试件进行有限元模拟。模拟得到的荷

6、载-位移曲线和无粘结预应力筋的应力随加载位移的变化均与试验结果吻合较好，证明了有限元建模方法和选择的参数是可靠的。（3）在验证了有限元模型的准确性基础上，改变轴压比、无粘结预应力钢绞线的面积、无粘结预应力筋初始应力大小和钢板支撑截面尺寸和屈服强度等参数对试件进行补充分析。增加轴压比会提高试件的承载力和刚度；在预应力筋初始预拉力相同时改变预应力筋面积对承载力和刚度基本没有影响；提高预应力筋初始预应力试件的刚度和承载力均会提高；增加钢板支撑的截面尺寸和屈服强度试件的承载力会增大，同时可以增加体系的耗能。II硕士学位论文关键词:预应力；底部开缝；钢板支撑；自

7、复位；低周往复加载试验；数值模拟III内藏钢板支撑预应力自复位剪力墙抗震性能研究AbstractTraditionalreinforcedconcreteshearwallsarewidelyusedinhigh-risebuildingsduetotheiradvantagessuchaslargelateralstiffnessandhighhorizontalbearingcapacity.Reinforcedconcreteshearwallstructuresareoftenseverelydamagedunderintenseearthqu

8、ake,whichseriouslyaffectsthefunctionofthebuildi