高耗能钢纤维混凝土联肢剪力墙受力性能研究

采用试验研究、理论分析和数值模拟相结合的研究方法，首先对钢筋钢纤维混凝土连梁在静力和反复荷载作用下的受力性能进行系统的试验研究，分析钢纤维体积率、钢纤维长径比、钢纤维混凝土强度等级和连梁跨高比等对连梁的抗裂性能、裂缝形态、破坏形态、承载力、刚度、延性、韧性、滞回性能、恢复力性能和耗能能力等的影响，进行钢纤维对钢筋混凝土连梁受力性能的影响的综合分析。在此基础上，对钢筋钢纤维混凝土连梁和钢筋混凝土剪力墙墙肢组成的多层联肢剪力墙、钢筋钢纤维混凝土连梁和钢筋钢纤维混凝土剪力墙墙肢组成的多层钢纤维混凝土联肢剪力墙进行反复荷载作用下剪力墙结构的试验研究，探讨钢筋钢纤维混凝土连梁与钢筋混凝土剪力墙墙肢，以及与钢筋钢纤维混凝土剪力墙墙肢的承载力、刚度、延性、耗能能力等的关系，进一步分析钢纤维对联肢剪力墙结构承载能力和抗震性能的改善效果，提出具有合理破坏机制、受力性能优异的联肢剪力墙结构体系的计算方法。

钢筋混凝土联肢剪力墙是高层建筑结构中最重要的抗侧力结构，其受力性能对整体结构的抗震性能至关重要，采用钢纤维改善钢筋混凝土联肢剪力墙的耗能能力是非常有效的措施。本项目对钢纤维增强钢筋混凝土联肢剪力墙进行了研究，取得了以下研究成果：.（1）完成了低周反复荷载下钢筋钢纤维混凝土连梁的试验，研究了钢纤维体积率、钢纤维混凝土强度和连梁跨高比等对钢筋钢纤维混凝土连梁刚度、裂缝、承载力、延性和抗震性能等的影响规律，提出了连梁斜截面受剪承载力的计算方法；.（2）完成了3层钢筋钢纤维混凝土连梁和钢筋混凝土剪力墙组成的联肢剪力墙在低周反复荷载下的试验，研究了钢筋钢纤维混凝土连梁和钢筋混凝土墙肢中裂缝的发展形态和分布、侧向位移、刚度、延性等，探讨了钢纤维混凝土强度等级对联肢剪力墙抗震性能的影响。结果表明，在联肢剪力墙的钢筋混凝土连梁中掺入钢纤维，能够提高连梁的承载力和耗能能力，进而提高了整体剪力墙结构的抗震能力，刚度和承载力衰减程度降低；.（3）完成了3层钢筋钢纤维混凝土连梁和钢筋钢纤维混凝土剪力墙组成的联肢剪力墙在低周反复荷载下的试验，分析了钢纤维体积率对联肢剪力墙承载力、延性、刚度和耗能能力的影响，研究了钢筋钢纤维混凝土连梁的受力性能和剪力墙结构承载能力和变形能力的关系。分析表明，在联肢剪力墙中加入钢纤维，可提高结构的承载力、延性和耗能能力，延缓了剪力墙结构的刚度退化。.（4）完成了钢筋钢纤维混凝土连梁、钢筋钢纤维混凝土剪力墙、钢筋钢纤维混凝土连梁和钢筋钢纤维混凝土剪力墙组成的联肢剪力墙的非线性分析，分析了连梁和剪力墙的恢复力特征，以及钢纤维对骨架曲线和滞回曲线特征点的影响规律和计算公式，提出了骨架曲线和滞回曲线的数学表达式。.（5）通过联肢剪力墙受力性能的数值分析，研究了连梁跨高比、刚度折减系数、混凝土强度等对联肢剪力墙的承载力、刚度、延性和耗能能力的影响，对联肢剪力墙中连梁和墙肢的设计提出了建议。.基于上述研究成果，已发表学术论文8篇，取得发明专利1项，培养青年教师3人，培养研究生7人。研究成果对于构建具有足够承载力、延性、刚度、耗能能力等的钢纤维混凝土联肢剪力墙新型抗震结构体系，提高整体建筑物的抗震能力，发展和完善纤维混凝土理论，具有重要的科学意义。