型钢-钢板混凝土组合墙的抗震性能研究

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  由于型钢-钢板混凝土组合墙是一种新型结构形式,国内外学者对该结构的研究较为匮乏,因此本文通过试验研究与数值模拟相结合的方法对型钢-钢板混凝土组合墙的力学性能和抗震性能进行了深入系统的研究,主要研究内容如下:
  (1)详细介绍了型钢-钢板混凝土组合墙的结构形式,该结构包括多个墙体单元及方钢管,每个墙体单元由竖向平行布置的前后两侧钢板构成,相邻两个墙体单元之间,通过竖向布置的H型钢首尾依次横向焊接连接,构成墙体主体。方钢管位于墙体主体的左右两端,与墙体主体通过焊接连接,组合墙内部通过浇筑混凝土而构成一整体。在此基础上,建立了组合墙体的简化计算模型,推导出组合墙体的轴压、纯弯及压弯承载力计算公式。
  (2)设计制作了3个1/2缩尺的型钢-钢板混凝土组合墙试验模型,对其进行了低周往复水平荷载作用下的拟静力试验研究;系统分析了不同轴压比、剪跨比的对比试验;通过试验揭示了组合墙的受力机理及破坏形态,分析了上述参数对型钢-钢板混凝土组合墙的滞回曲线、骨架曲线、承载能力、刚度强度退化、位移延性系数及耗能能力等抗震性能的影响。
  (3)基于非线性有限元软件ABAQUS,对型钢-钢板混凝土组合墙进行了数值模拟,通过试验结论验证了有限元分析的正确性,在此过程中,对组合墙体进行了全过程受力分析,通过对骨架曲线中3个特殊点的应力应变云图进行分析,进一步研究了组合墙体的工作机理和破坏模式。
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