采用矩形鋼套筒改善SRC中高剪力墻變形性能的方法研究.pdf

1、在實際工程中，型鋼混凝土(SRC)中高剪力墻大量存在，其工程應(yīng)用存在的主要問題是在水平作用下的極限變形能力偏小，特別是在高軸壓比下，很難滿足規(guī)范的要求。國內(nèi)外研究者提出了很多改善SRC中高剪力墻極限變形能力的措施，大部分改善措施雖然能夠較好地改善中高墻的極限變形能力，但施工過程卻比較復雜，影響了實際工程應(yīng)用。
　　本課題組前期的試驗研究結(jié)果表明：通過在SRC中高剪力墻邊框底部一定范圍內(nèi)設(shè)置矩形鋼套筒，對受壓邊框底部及其附近混凝土進

2、行約束，可以有效提高剪力墻極限變形能力。但是由于試驗數(shù)量的限制，試驗只能定性反映鋼套筒對SRC中高剪力墻極限變形能力的改善效果，不能給出可供工程實際參考的設(shè)計方法。本文以試驗研究成果為基礎(chǔ)，利用ABAQUS軟件平臺建立帶鋼套筒SRC剪力墻的有限元分析模型，進行單調(diào)荷載作用下的全過程模擬，研究鋼套筒的適用范圍，以及鋼套筒的高度、寬度和套筒自身的構(gòu)造等對墻體變形性能的影響，進而提出鋼套筒的具體設(shè)計方法，供實際工程應(yīng)用參考。
　　本文進

3、行的主要工作和得出的主要結(jié)論如下：
　　(1)基于6個矩形鋼套筒約束混凝土短柱的受壓試驗研究，結(jié)合有限元模擬分析，給出了矩形鋼套筒對混凝土有效橫向約束力的計算方法，借用Mander模型，進一步提出了受約束混凝土單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變計算模型。該模型能夠較準確地考慮矩形鋼套筒對混凝土的約束作用，并能夠用于設(shè)置鋼套筒的SRC中高剪力墻有限元模擬中。
　　(2)利用ABAQUS平臺，建立了SRC剪力墻的有限元模型，通過與試驗結(jié)果對比表

4、明，該模型能夠較準確地預測帶鋼套筒和不帶鋼套筒的SRC剪力墻的荷載-位移曲線、破壞模式等主要特性。分析表明，中高剪力墻剪切變形明顯，因此在進行中高剪力墻的極限變形能力分析時，不宜采用平截面假定。
　　(3)進行SRC剪力墻破壞模式的影響參數(shù)分析，確定了矩形鋼套筒改善SRC剪力墻變形性能的適用范圍。研究結(jié)果表明，剪跨比和暗柱區(qū)含鋼率是影響SRC剪力墻的破壞模式的主要因素，剪跨比較低和暗柱區(qū)含鋼率較高的SRC剪力墻，其破壞模式為腹板區(qū)

5、首先剪壓破壞。采用矩形鋼套筒約束約束區(qū)混凝土的方式只適合于彎曲破壞或彎剪破壞但以彎曲破壞為主導的墻體，不適合腹板區(qū)首先剪壓破壞的墻體。
　　(4)對鋼套筒的設(shè)計方法進行了研究，提出了鋼套筒的高度、寬度和套筒自身的構(gòu)造設(shè)計建議。研究結(jié)果表明，為保證鋼套筒對混凝土形成有效的約束，鋼套筒的截面構(gòu)造、鋼板寬厚比等可以參照《矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定進行設(shè)計；為避免套筒頂部的非約束區(qū)混凝土發(fā)生破壞，鋼套筒應(yīng)該滿足最低的高度限值，