【摘 要】
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L形多腔钢-混凝土短肢组合剪力墙是一种由多腔钢管和内填混凝土组成的新型短肢剪力墙,它可以充分发挥钢材和混凝土的材料性能,具有刚度大、承载力高、延性好以及抗震性能优越等优点。目前对多腔钢-混凝土组合构件的研究主要集中于一字形、T形以及十字形等截面形式,对L形多腔钢-混凝土组合构件的研究相对较少,其设计主要参考钢管混凝土柱相关设计方法,钢管混凝土柱的理论方法对短肢组合剪力墙的适用性尚需研究。本文针对L
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目“短肢多腔钢混凝土组合剪力墙性能与设计（51578187）”；
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L形多腔钢-混凝土短肢组合剪力墙是一种由多腔钢管和内填混凝土组成的新型短肢剪力墙,它可以充分发挥钢材和混凝土的材料性能,具有刚度大、承载力高、延性好以及抗震性能优越等优点。目前对多腔钢-混凝土组合构件的研究主要集中于一字形、T形以及十字形等截面形式,对L形多腔钢-混凝土组合构件的研究相对较少,其设计主要参考钢管混凝土柱相关设计方法,钢管混凝土柱的理论方法对短肢组合剪力墙的适用性尚需研究。本文针对L形多腔钢-混凝土短肢组合剪力墙的轴压、压弯以及滞回性能进行研究,提出相应的设计方法,为此类构件的设计和应用提供参考和借鉴。主要研究内容包括五部分:（1）进行了7个轴压构件和11个压弯构件的试验研究,轴压试验考虑的参数为截面高厚比和截面肢宽比,压弯试验考虑的参数为截面高厚比、截面肢宽比以及加载角度。通过试验研究揭示了L形多腔钢-混凝土短肢组合剪力墙在轴压和压弯荷载作用下的工作机理,得到其刚度、承载力以及破坏模式;基于试验结果的对比分析,得到了不同参数对构件轴压和压弯性能的影响规律。对关键部位布置的位移计和应变片数据进行分析,得到了构件变形发展规律以及多腔钢管应力发展过程。（2）利用ABAQUS有限元软件建立了L形多腔钢-混凝土短肢组合剪力墙轴压有限元模型,并通过试验结果验证和修正有限元模型。在此基础上,分析了典型构件的轴压工作机理,并进行参数分析,系统研究了截面高厚比、混凝土强度、钢材屈服强度、含钢率以及长细比等参数对轴压性能的影响。基于参数分析以及理论计算结果,确定了构件整体失稳弱轴位置计算方法,修正了构件整体稳定系数计算公式,提出了L形多腔钢-混凝土短肢组合剪力墙的轴压承载力简化计算方法。（3）通过ABAQUS有限元软件建立了L形多腔钢-混凝土短肢组合剪力墙的压弯有限元模型,为与试验结果对比,有限元模型考虑了分配梁和球铰的影响,用试验结果验证了模型的正确性。通过有限元模型剖析了典型构件的压弯工作机理,研究了截面高厚比、混凝土强度、钢材屈服强度、含钢率、加载角度以及长细比等参数对压弯相关曲线的影响。基于参数分析,考虑了构件整体稳定对压弯承载力的影响,提出了L形多腔钢-混凝土短肢组合剪力墙压弯相关曲线的简化计算方法。（4）进行了4片L形多腔钢-混凝土短肢组合剪力墙滞回试验,分析了轴压比和截面高厚比对构件滞回性能的影响。基于试验结果,得到了L形多腔钢-混凝土短肢组合剪力墙在滞回荷载作用下的刚度、承载力、延性以及耗能能力等力学性能指标。通过试验结果的对比,分析了轴压比和截面高厚比对构件刚度、承载力、延性系数、耗能能力以及破坏模式的影响。分析了位移计和应变片数据,得到了不同层间位移角下L形多腔钢-混凝土短肢组合剪力墙的变形模式和多腔钢管应力发展规律。（5）利用ABAQUS有限元分析软件建立了L形多腔钢-混凝土短肢组合剪力墙的滞回分析模型,通过试验结果验证了有限元分析模型的合理性。基于有限元分析模型,分析了典型构件在滞回荷载作用下的工作机理;系统研究了截面高厚比、剪跨比、轴压比、混凝土强度、钢材屈服强度以及腹板、钢管宽厚比等参数对L形多腔钢-混凝土短肢组合剪力墙滞回性能的影响。基于参数分析并结合理论分析,提出了L形多腔钢-混凝土短肢组合剪力墙抗剪承载力的简化计算方法。
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