论文核电站双钢板混凝土剪力墙抗剪强度是关于抗剪强度方面的的相关大学硕士和相关本科毕业论文以及相关抗剪强度试验论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
摘 要：以核电站屏蔽厂房剪力墙为原型,对含栓钉和加劲肋的双钢板混凝土组合剪力墙进行低周往复加载抗剪试验研究.试件包含3个1︰4缩尺模型,变化参数为栓钉间距和加劲肋,分析了试件的破坏特征、承载力以及耗能情况.试验研究发现：组合墙体整体受力性能良好,具有较强的抗剪性能.通过设置加劲肋,能有效提高墙体承载能力、刚度和延性.在试验基础上进行了有限元数值模拟和参数研究,研究了混凝土强度、钢板厚度、轴压力和加劲肋设置对抗剪强度的影响程度,并初步建立了核电站双钢板剪力墙抗剪强度计算公式,为核电安全壳设计理论的建立打下了基础.
关键词：双钢板混凝土剪力墙；栓钉间距；拟静力试验；有限元分析；抗剪强度
中图分类号：TU398.9文献标识码：A
核能作为经济、清洁的能源,在我国有着广阔的发展空间.屏蔽厂房作为核电站的最后一道安全保障,在防止核泄漏、飞机撞击、地震等灾害时有着非常重要的作用.双钢板混凝土组合剪力墙以其良好的防撞击性能、耗能能力以及方便模块化施工的优点在核电站屏蔽厂房中得到了应用.目前我国部分在建和拟建的核电站采用了双层钢板内填混凝土的组合剪力墙体作为屏蔽厂房安全壳[1].
双钢板混凝土组合剪力墙近年来在高层建筑中的应用也很广泛,国内外专家学者对此做了相关的试验研究.Wright等[2-3]对双面压型钢板混凝土剪力墙的受力性能进行了低周往复加载试验,并和数值模拟结果进行了对比,提出了相应的设计方法.罗永峰[4]等在试验基础上建立了双钢板的多组有限元模型,分析了影响墙体承载力的因素.聂建国等[5-6]对双钢板内填高强混凝土的剪力墙试件进行了试验,研究表明,该墙体具有良好的耗能能力和变形能力,适用于超高层建筑,并建立了相应的双钢板剪力墙压弯承载力的简化公式.但大多数双钢板剪力墙的研究都是针对民用建筑,其构造和核电站双钢板剪力墙有明显的差别,例如高层双钢板剪力墙一般设有边缘构件,因此具有较强的抗剪能力.而核电站双钢板剪力墙不仅没有边缘构件,而且通常钢板内也不配受力钢筋.目前针对核电站双钢板剪力墙的研究很少,特别是抗剪性能试验非常缺乏,至今没有抗剪强度计算公式,给核电安全壳设计带来了障碍[7].
本文以AP1000核电站安全壳的双钢板混凝土结构为原型,完成了3个双钢板混凝土剪力墙试件的低周往复加载试验,研究了栓钉间距和设置加劲肋对双钢板混凝土剪力墙抗剪强度的影响.得到墙体的破坏特征、滞回曲线和骨架曲线,分析了墙体的延性、耗能能力、刚度等,并结合有限元数值模拟初步提出了核电站双钢板剪力墙抗剪承载力的简化计算公式.
1试验概况
1.1试件设计
本次试验为核电站双钢板混凝土剪力墙（如图1所示）构件受剪性能的初步试验,主要研究此种构件在和核电站相应的轴压力作用下的剪切破坏特性.后期试验将更详细地研究其在核安全壳中的性能.本文将先对安全壳进行受力分析,在此基础上设计试验试件以模拟在结构中的受力性能.试件取安全壳底部局部部位,采用1/4缩尺模型,墙体高1 600 mm,墙体厚225 mm,钢板厚3 mm.钢板采用Q235,混凝土为C60,栓钉为HPB235.模型墙锚固于350 mm×500 mm的基础梁中,基础梁箍筋采用Φ8mm,纵筋采用Φ18mm.
为考察栓钉间距和竖向加劲肋对墙体抗剪强度的影响,3个试件设置了不同的栓钉间距和加劲肋,均设置间距为240 mm的支撑槽钢,加劲肋采用50 mm×3 mm钢条垂直钢板焊接,栓钉和加劲肋的间距和钢板厚度的比值为距厚比.其参数见表1,试验构件构造如图2所示.
1.2材性试验
墙体混凝土设计强度等级为C60,试件浇筑时,同条件制作养护了3组9个标准立方体试块,测得的混凝土立方抗压强度fcu平均值分别为61.0 MPa, 63.7 MPa和66.3 MPa.钢板、栓钉依照《金属材料室温拉伸试验方法》（GB/T 228—2002）测得其屈服强度fy分别为255 MPa, 495 MPa；抗拉强度fu分别为395 MPa, 595 MPa.
1.3试验装置及加载制度
本次试验采用竖向荷载恒定、水平往复加载的方式.基础梁通过地锚螺栓锚固于试验台,两侧钢板锚入地基梁,并用对拉钢筋连接,和地基梁一同浇
筑.加载梁和墙通过加载梁下翼缘和墙顶预埋板螺栓连接,用以连接水平作动器,施加水平荷载；竖向荷载由竖向作动器施加在位于加载梁上面的分配梁上,并在分配梁和加载梁之间放置滚轴,以保证墙体在水平往复中正常移动.试验加载装置如图3所示.竖向荷载根据墙体在结构中的实际受力取为150 kN.水平荷载的施加采用荷载和位移共同控制,试件屈服前由荷载控制,每次加载取试件预计极限荷载的1/5～1/10,加载初期取20 kN循环一次,逐级增加,后期取40 kN循环一次,直至试件屈服.试件屈服后由位移控制,施加位移取试件屈服位移Δy的倍数,每级取1～3倍屈服位移,逐级加载,直至墙体完全破坏或承载力降到0.85倍极限荷载时试验结束.
1.4测点布置及量测方案
试验量测内容有竖向荷载以及水平往复荷载,试件的水平位移,钢板和混凝土的应变等.位移采用试件顶部和底部放置的激光位移计进行测量,钢板应变片在墙体两侧表面对称布置,每侧钢板布置10个测点,如图4所示.混凝土应变采用内埋式电阻应变计,测点位置和钢板测点对应.
2试验过程及现象
本次试验中各试件的破坏过程基本相似,试件W1和W2均在第13次水平循环加载时宣告破坏,其极限荷载分别为260 kN和250 kN.试件W3最终破坏时的水平循环加载次数为15次,极限荷载为360 kN.试件的最终破坏特征如图5所示.破坏模式均为墙底部和基础梁交界处混凝土开裂引起,由于钢板在混凝土表面,未见有斜裂缝产生.破坏时底部钢板局部有鼓屈,但未拔出.
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参考文献：
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