装配式型钢复合墙抗震性能试验研究

作     者：张晨龙 

作者单位：西安建筑科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄炜

授予年度：2022年

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：装配式型钢复合墙 螺栓连接 抗震性能 斜截面受剪承载力 正截面承载力 

摘      要：装配式复合结构体系至今已发展了二十余年,是一种节能、轻质、成熟的绿色装配式结构体系。然而,传统的复合墙结构体系多用于低多层建筑中,在中高层建筑中应用较少。为了优化复合墙结构体系,提升复合墙的抗侧刚度和承载力,改善墙体的施工效率,在结合以往的课题组研究中,采用螺栓连接形式,提出了一种新型装配式复合墙结构形式—装配式型钢复合墙。本文通过试验研究,结合数值分析及理论分析,研究该墙体在低周反复荷载作用下的抗震性能。主要研究内容及成果如下:1、试验设计了3榀1/2比例的型钢复合墙试件,通过拟静力试验对3榀试件的破坏形态、滞回性能、刚度退化、变形能力和耗能能力进行了对比分析,探究不同高宽比及不同节点形式对型钢复合墙力学性能的影响。分析结果表明:3榀试件均为剪切破坏,试件遵循“砌块—肋格—边框柱三阶段破坏机制;高宽比不同时,试件的骨架曲线均保持较好的稳定性,滞回环呈比较饱满的“反S型,滞回曲线无明显捏拢现象;改变试件底部连接节点的样式对试件的抗震性能影响较小,试件的滞回曲线、骨架曲线差别不大,但会改变墙体角部的破坏形式,法兰板试件侧向稳定性差。2、根据实际试验参数,建立型钢复合墙的数值模型,通过试验结果验证数值模型的可行性。在此基础上,对影响型钢复合墙力学性能的主要因素进行数值拓展分析,分析结果表明:在一定范围内,高宽比对墙体承载力的影响较大;螺栓连接节点的试件性能优于焊接节点;试件受剪承载力随砌块等级、轴压力、混凝土等级、含钢率的增大而增大。3、结合试验研究及数值拓展分析,分析采用铸钢节点1形式试件的受剪机理,提出适用于该墙体的受剪承载力简化计算模型,基于叠加原理,建立型钢复合墙体斜截面受剪承载力计算公式。基于平截面假定,分析了型钢复合墙的压弯承载力极限状态,建立了极限状态下型钢复合墙的简化计算模型,给出了墙体的界限受压区高度,建立了型钢复合墙正截面偏心受压承载力计算公式。