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空间钢构架混凝土短肢剪力墙抗震性能试验研究及非线性分析

吴涛  
【摘要】:空间钢构架是由横向和斜向缀条与纵向弦杆焊接而成的空腹式轻钢结构,将空间钢构架替代普通钢筋混凝土结构中的绑扎钢筋骨架,形成空间钢构架混凝土结构。 短肢剪力墙结构体系是一种新型结构体系,在多高层住宅建筑中得到了广泛的应用。但目前对短肢剪力墙的抗震破坏机理和抗震设计方法还没有统一的认识,规范中关于短肢剪力墙的设计还是套用一般剪力墙的设计方法。因此,进一步开展短肢剪力墙结构的受力性能和抗震破坏机理的试验研究有其必要性。 本文探讨采用空间钢构架来改善短肢剪力墙的抗震性能,进行了一个普通钢筋混凝土短肢剪力墙试件和四个空间钢构架混凝土短肢剪力墙试件在低周反复荷载作用下的试验研究。 (1)通过试验研究,分析了其破坏形态、滞回特性、承载能力、位移延性、刚度退化和耗能能力等方面的性能。试验表明,空间钢构架混凝土短肢剪力墙较普通钢筋混凝土短肢剪力墙结构初始刚度大,不仅能提高结构承载力,而且可改善结构延性,后期刚度退化缓慢,耗能能力较强;随着轴压比的增大,空间钢构架混凝土短肢剪力墙的承载力提高,但延性降低明显。因此,在设计时应该控制短肢剪力墙结构的轴压比,避免脆性破坏。 (2)基于ABAQUS软件建立非线性有限元模型,对试验模型进行了全过程非线性分析,将计算结果和试验结果进行比较,验证了所建立的非线性有限元模型的可靠性。应用建立的非线性有限元模型,考虑了改变截面高厚比和配筋形式等参数对结构性能的影响,并根据应力云图分析了空间钢构架混凝土短肢剪力墙的应力分布规律和传力机理。 (3)在试验研究和非线性分析的基础上,对短肢剪力墙的设计和构造措施提出一些建议。


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