论文部分内容阅读
高延性纤维增强水泥基复合材料(Engineering fiber reinforced Cementitious Composite,简称ECC)是一种新型结构材料,具有高延展性、高韧性及高耐久性等特性,能够明显改善混凝土结构的抗震性能及耐久性,在工程结构中具有广阔应用前景。为了提高预制抗侧力墙的延性,有效减轻地震造成的损失,本文提出采用ECC材料改善钢框架内填剪力墙的变形能力,防止其过早退出工作,从而使显著提高整个抗侧力体系的抗震性能。本文主要研究内容如下:(1)钢框架—预制ECC剪力墙抗侧力体系受力试验性能研究。本文分别对1榀足尺单层单跨钢框架试件和1榀足尺单层单跨钢框架-预制ECC剪力墙抗侧力体系试件进行了低周水平往复加载试验。并就两试件的破坏模式、耗能能力、承载力、位移延性、刚度等方面进行量化对比分析,讨论了ECC抗侧力墙对整个抗侧力体系性能的改善情况。试验结果表明:钢框架-预制ECC剪力墙抗侧力体系实现了两道防线的目标,加载前期抗侧力墙体作为第一道防线承担大部分水平剪力,随着荷载的增加,墙体发生直剪破坏,钢框架作为第二道防线承担主要荷载。整个加载过程,ECC墙体由于纤维的掺入几乎不掉渣,整体性较好。与钢框架试件相比,钢框架-预制ECC剪力墙抗侧力体系的延性、峰值荷载及初始刚度都有所提高。(2)钢框架—预制ECC剪力墙抗侧力体系的非线性分析。1)通过有限元软件ABAQUS,选用合适的拉、压损伤本构关系以及单元模型,建立了钢框架—预制ECC剪力墙抗侧力体系的有限元分析模型,对其进行了非线性有限元分析。结果表明,采用有限元模拟滞回曲线和试验滞回曲线吻合较好,表明建立的非线性分析模型能较好地模拟抗侧力体系试件的受力性能。2)墙体的剪力与弯矩通过有限元软件分析得到,对预制ECC剪力墙进行了详细的内力分析并进行了墙体设计。分析发现:加载初期,抗侧力墙剪力分担率达到60%以上,随着位移荷载的增加,剪力墙的剪力分担率缓慢下降;加载全程,试件大部分的倾覆弯矩由钢框架来承担,分担率达到80%以上,直到试件发生破坏而丧失承载力。