型鋼高性能混凝土剪力墻抗震性能及性能設計理論研究.pdf

1、型鋼高性能混凝土 (SHPC)剪力墻通過型鋼與高性能混凝土的相互組合，使高性能混凝土的脆性得到較好的改善，型鋼的作用得到充分發(fā)揮，構件的延性得以顯著提高。目前國內外對這種構件的抗震性能研究較少，本文擬通過試驗與理論分析，研究SHPC剪力墻的抗震性能及性能設計理論與方法，將基于性能的抗震設計理論應用于SHPC剪力墻的抗震設計。主要研究內容如下:
　　 (1)對6個SHPC剪力墻試件進行了低周反復水平加載試驗，研究了這種構件在壓、彎

2、、剪共同作用下的破壞過程和破壞機理;分析了SHPC剪力墻的剪跨比、軸壓比、水平分布鋼筋數量等因素對其破壞形態(tài)、滯回特性、延性及耗能能力的影響。
　　 (2)根據對滯回曲線和骨架曲線的分析研究，提出了考慮剛度退化的SHPC剪力墻恢復力模型。用試驗擬合方法，建立了SHPC剪力墻四(三)折線骨架曲線，給出了骨架曲線各個關鍵點的計算公式;對SHPC剪力墻的剛度退化規(guī)律以及基于試驗現象的滯回規(guī)則進行了分析。研究結果表明，骨架曲線下降段的剛

3、度主要與墻肢端部型鋼的屈服應變、軸壓比及約束區(qū)箍筋配箍特征值等因素有關。
　　 (3)運用CANNY程序提供的纖維墻元模型對SHPC剪力墻進行了數值分析，數值分析結果基本反映了試件的滯回特征，說明用CANNY程序對SHPC剪力墻進行非線性分析是可行的。同時在試驗研究的基礎上，借助CANNY程序對影響SHPC剪力墻抗震性能的有關參數進行了補充分析。
　　 (4)在sHPC剪力墻低周反復水平加載試驗研究的基礎上，建立了其開裂

4、荷載計算公式、正截面受壓承載力及斜截面受剪承載力計算公式，通過與試驗數據的對比表明，本文建議公式的計算結果與試驗結果較為符合。
　　 (5)利用SHPC剪力墻截面變形條件和平衡條件，建立了截面的屈服曲率與極限曲率，并根據剪力墻曲率延性系數與位移延性系數的關系，確定了SHPC剪力墻相應的位移延性系數。通過計算分析，得到了SHPC剪力墻軸壓比、箍筋配箍特征值、墻體高寬比與位移延性系數之間的關系。研究結果表明，軸壓比是影響SHPC剪力

5、墻延性的主要因素，適當增加SHPC剪力墻約束區(qū)箍筋配箍特征值并控制其軸壓比，可以提高SHPC剪力墻的位移延性。最后，給出了不同軸壓比及箍筋配箍特征值情況下，SHPC剪力墻位移延性系數的取值，可供對SHPC剪力墻進行截面變形能力評估時參考。
　　 (6)在本文SHPC剪力墻試驗研究的基礎上，參考已有SRC剪力墻試驗研究資料，將SHPC剪力墻結構的性能劃分為使用良好、暫時使用、生命安全和接近倒塌四個水平;定義了各性能水平對應的構件性