钢管混凝土柱单元耗能剪力墙抗震性能试验研究

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1、+分类号：学校代码：10128UDC：学号：20151800170硕士学位论文（学生类别：全日制专业型硕士研究生学科名称：建筑与土木工程论文题目：钢管混凝土柱单元耗能剪力墙抗震性能试验研究英文题目：Studyonseismicbehaviorofenergydissipationshearwallwithconcretefilledsteeltubecolumnselement学生姓名：冯磊导师姓名：韩青副教授二○一八年六月内蒙古工业大学硕士学位论文摘要为研发抗震性能更为优越、高效的高层建筑结构抗侧力

2、体系，本文提出钢管混凝土柱单元耗能剪力墙。该新型剪力墙利用了钢管混凝土柱的延性优势，并通过设置钢板耗能键以及橡胶耗能带增强墙体的抗震耗能能力，具有良好的抗震性能。本文设计、制作了1个钢管混凝土柱单元耗能剪力墙试件和1个普通剪力墙试件，并进行了低周往复荷载试验。根据试验结果，分析了各试件的破坏特征、承载力、延性、刚度退化性能、耗能能力、滞回特性等抗震性能指标，建立了该新型剪力墙试件的承载力计算模型，并对其进行了性价比综合评估。研究结果表明：和普通剪力墙试件相比，钢管混凝土柱单元耗能剪力墙试件性价比评定良

3、好，抗震耗能能力和承载力均显著提高，具有较高的安全储备，刚度退化较慢，具有更好的后期变形能力；所建立的承载力模型的计算结果与试验结果吻合较好，能够为该新型剪力墙的抗震设计提供依据。在试验研究的基础上，通过ABAQUS有限元软件对钢管混凝土柱单元耗能剪力墙进行非线性有限元分析，计算结果与试验结果吻合良好，验证了所建有限元模型的合理性。随后，研究了该新型剪力墙墙板钢板耗能键的位置变化对其抗震性能的影响规律。共设计了两个模型，其一为“△”形布置钢板耗能键的剪力墙模型（△W），另一个为“X”形布置钢板耗能键的

4、剪力墙模型(XW)。经ABAQUS模拟分析并与均匀布置钢板耗能键的剪力墙模型(PW)进行对比，结果表明：在3个剪力墙模型中，“X”形布置钢板耗能键的剪力墙(XW)在承载力与延性方面均大幅优于另外两个模型，且刚度退化速率最缓，安全储备最高，墙面的应力分布更为均匀，更有利于充分发挥钢板耗能键的作用。关键词；剪力墙；有限元分析；抗震性能；钢管混凝土柱；承载力内蒙古工业大学硕士学位论文AbstractTodevelopamoresuperiorandefficientanti-seismicperforman

5、cesystemforhigh-risebuildingstructureresistance,thenputforwardtheenergy-conservingshearwallofconcrete-filledsteeltubularcolumns.Thenewshearwallutilizestheductilityadvantagesoftheconcrete-filledsteeltubecolumns,andhasexcellentseismicperformancebysettingt

6、heenergy-consumingkeysofthesteelplatesandtherubberenergy-absorbingbelttoenhancetheseismicenergy-dissipationcapabilityofthewall.Inthisexperiment,atestspecimenofenergy-conservingshearwallofaconcrete-filledsteeltubularcolumnelementandanordinaryshearwallspe

7、cimenweredesignedandmanufactured,andalow-cyclereciprocatingloadtestwasconducted.Accordingtothetestresults,theseismiccharacteristicssuchasfailurecharacteristics,bearingcapacity,ductility,stiffnessdegradationprocess,energydissipationcapacity,hysteresischa

8、racteristics,etc.wereanalyzed.Thecalculationmodelofthebearingcapacityofthenewtypeshearwallspecimenwasestablishedandacomprehensiveevaluationoftheperformancepriceratiowascarriedout.Theresultsofthestudyshowthat,comparedwithordinarys