活性粉末混凝土小跨高比剪力墙连梁抗震性能试验研究

作     者：马士俊 

作者单位：山东建筑大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张爱社;肖玉桥

授予年度：2019年

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：小跨高比 剪力墙连梁 活性粉末混凝土 ABAQUS 抗震性能 

摘      要：连梁作为剪力墙结构和框架-剪力墙结构内在平面内连接两墙肢之间的梁,它是保证高层建筑常用结构体系抗震性能的关键构件。剪力墙中连梁通常梁高较大,跨度相对较小,在高层民用建筑中的剪力墙连梁,跨高比往往小于2.5,属于小跨高比连梁。连梁在剪力墙结构中往往被设计成第一道抗震设防防线,抗震设计时,连梁理论上先于剪力墙墙肢屈服,在两端形成塑性铰耗能减震。但实际上小跨高比连梁在地震作用中及易发生脆性的剪切破坏。因此对于改善连梁的抗震性能,提高连梁的延性以及耗能能力成为抗震研究的关键。针对工程设计中出现的这一亟待解决的重要问题,本文按照《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)以及《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中的相关规定,设计了6个活性粉末混凝土(RPC)连梁以及1个普通混凝土连梁进行低周往复加载试验,同时通过ABAQUS有限元软件对10个剪力墙连梁构件进行了数值分析模拟。试验与分析结果表明:(1)活性粉末混凝土较普通混凝土连梁极限承载力高,耗能能力强,刚度退化缓慢。(2)跨高比以及配箍特征值是影响活性粉末混凝土连梁抗震性能的主要因素。(3)当连梁的跨高比L/H≤0.8时,连梁发生“斜压型剪切破坏,受力机制为斜压杆机制;当连梁的跨高比0.8L/H≤1.5时,呈现“弯剪破坏,连梁在弯剪作用下产生三种不同形态的裂缝:主斜裂缝、次斜裂缝以及次生斜裂缝。(4)纵向受力钢筋起主要抗弯作用;箍筋起到约束混凝土,限制裂缝发展的作用。(5)跨高比为0.8的RPC连梁延性系数为1.38,跨高比为1.5时,延性系数为1.6,提高了16%;当配箍特征值为0.028时,RPC连梁延性系数为1.42,当配箍特征值为0.087时,延性系数为2.55,提高了80%。(6)增大配箍率与跨高比,可以提高小跨高比活性粉末混凝土剪力墙连梁的延性、减缓刚度退化、增加连梁耗能能力。但是配箍率对于RPC连梁抗剪极限承载力的影响并不明显。