复杂截面剪力墙极限承载能力数值模拟及试验验证

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1、硕士学位论文复杂截面剪力墙极限承载能力数值模拟及试验验证THEFINITEELEMENTSIMULATIONANDEXPERIMENTALVERIFICATIONOFULTIMATEBEARINGCAPACITYOFCOMPLEXCROSSSECTIONSHEARWALLS史勇超哈尔滨工业大学2010年6月国内图书分类号：TU973+.2学校代码：10213国际图书分类号：624密级：公开工学硕士学位论文复杂截面剪力墙极限承载能力数值模拟及试验验证硕士研究生：史勇超导师：傅学怡教授申请学位：工学硕士学科、专业：土木工程所在单位：

2、深圳研究生院答辩日期：2010年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU973+.2U.D.C:624DissertationfortheMasterDegreeofEngineeringTHEFINITEELEMENTSIMULATIONANDEXPERIMENTALVERIFICATIONOFULTIMATEBEARINGCAPACITYOFCOMPLEXCROSSSECTIONSHEARWALLSCandidate:ShiYongchaoSupervisor:Prof.FuXueyiAcadem

3、icDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:CivilEngineeringAffiliation:ShenzhenGraduateSchoolDateofOralDefense:June,2010Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要剪力墙在高层建筑结构中广泛应用，其截面形式一般有矩形、T形、L形以及两端带翼缘的复杂截面等。目前各国规范对于剪力墙的配筋设计方法并不完善

4、，无论正截面、斜截面还是扭曲截面都只有对简单截面剪力墙（矩形、T形和工字形等）的相关设计方法，对于复杂截面，传统的配筋方法是将剪力墙分割成简单截面进行设计。这种设计方法没有将各段作为一个整体去考虑，存在安全性和经济性的问题。针对复杂截面剪力分段设计方法的弊端，傅学怡教授提出了整截面设计的方法，即在平截面假定的基础上，从混凝土的本构方程出发，积分得到混凝土的承载力，从而实现对复杂截面剪力墙的配筋设计。为了验证傅学怡教授提出整截面配筋方法的合理性，可靠性，以及研究复杂截面剪力墙在压弯剪荷载作用下的工作性能，本文开展了有限元数值模拟和

5、试验验证研究工作，主要研究内容、研究方法及结论包括以下3个部分：第一部分对两个分别采用整截面配筋法和传统分段设计方法进行配筋的剪力墙筒体进行静力加载试验，研究在重力及水平荷载作用下剪力墙应力-应变分布规律；对比整截面设计与传统分段设计配筋的混凝土筒体在极限状态下的破坏情况和极限承载力；研究分段设计方法存在的问题。第二部分对试验用的两个剪力墙筒体建立了ABAQUS有限元模型，对第一部分的试验进行模拟，与试验结果进行了对比。做出了两个筒体的骨架曲线，与采用整截面设计方法得出的结果吻合的很好，证明了整截面设计方法的正确性。为研究腹板内

6、竖向分布钢筋对整截面受弯承载力的影响，模拟了不同竖向分布筋配筋率的情况，得出骨架曲线，进行比较，得出分布筋对正截面承载力影响很小，可忽略不计。此外还分析了剪力墙筒体在纯压弯荷载下平截面假定的适用情况，结论为：无论是大偏压还是小偏压破坏情况，平截面假定都能较好的适用。第三部分，应用ABAQUS对两个剪力墙筒体进行压弯剪荷载作用下的模拟，分析了剪力的存在对复杂截面剪力墙正截面承载力及平截面假定的影响，研究了剪压比大小对构件破坏形态的影响，得出规范对于剪压比限值的规定对于复杂截面剪力墙同样适用。关键词复杂截面剪力墙；整截面配筋法；分布

7、钢筋；平截面假定-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractShear-wallstructuresarewidelyusedinHigh-risebuildingsrecently.Theformsofshear-wallsectionincluderectangle,Tform,Lformandcomplexcrosssectionwithflangesatbothsides.Codesforthereinforcementdesignofshear-wallarenotperfectcurrently.Therea

8、reonlydesignmethodsforsimplecrosssectionsbutnotforcomplexcrosssections.So,whendesigningcomplexcrosssections,weusuallydividetheshear