钢管混凝土边框分块钢板低矮双肢剪力墙振动台试验研究

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混凝土剪力墙是高层建筑抗侧力的关键构件,钢板-混凝土组合剪力墙可显著提高剪力墙的抗震性能。目前钢板-混凝土组合剪力墙中的内藏钢板多为整体钢板,整体钢板具有较强的承受竖向荷载和抵抗水平地震作用的能力,但它将墙体一分为二,不利于混凝土与钢板的共同工作。本课题组提出了一种内藏分块钢板混凝土组合剪力墙,具有钢板与混凝土共同工作性能好的特点,且节省钢材、便于安装。本文进行了钢管混凝土边框分块钢板低矮双肢剪力墙振动台试验研究。  主要工作与贡献:  1.进行了6个高宽比为0.8的不同设计参数的内藏分块钢板双肢剪力墙振动台试验研究,试件为1/16缩尺。试验测得了不同峰值加速度输入下各试件的加速度、位移、应变地震反应。  2.进行了2个高宽比为0.8的无洞口剪力墙振动台试验研究,试件为1/16缩尺。其中试件1为方钢管边框无钢板混凝土剪力墙;试件2为方钢管混凝土边框。试验测得了不同峰值加速度输入下各试件的加速度、位移、应变地震反应。  3.基于试验,分析了不同峰值加速下钢管、型钢、钢板、混凝土的损伤演化过程,阐明了对剪力墙抗震性能影响关键因素。  研究结论:(1)不同边框形式的剪力墙初始刚度不同,圆钢管与方钢管边框剪力墙初始刚度较大,工字钢边框剪力墙初始刚度较小;相同配钢率下,墙肢内藏钢板高宽比较大的剪力墙初始刚度也较大。(2)内藏钢板能够提高剪力墙的初始刚度及抗混凝土裂缝能力。(3)内藏钢板能够显著提高试件的耗能能力与延性;边框形式对剪力墙延性影响显著,其中圆钢管边框剪力墙延性较好,方钢管边框剪力墙次之,工字钢边框剪力墙延性相对差;相同配钢率的分块钢板剪力墙,钢板高宽比越大,其位移反应越小。(4)钢管混凝土边框内藏分块钢板双肢剪力墙的抗侧刚度和承载力比钢管混凝土边框整体钢板组合双肢剪力墙有所减小,但延性较好。(5)本文钢管混凝土边框内藏钢板双肢剪力墙,实现了“强墙肢、弱连梁”的延性屈服机制,钢管混凝土柱和墙体暗柱协同分灾耗能,构成了多道抗震防线,提高了试件的延性。(6)钢管混凝土边框内藏分块钢板无洞口剪力墙的初始刚度、抗混凝土开裂能力、抗剪承载力比双肢剪力墙明显提高。
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