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水平双向循环加载下加腋梁式框支短肢剪力墙结构性能研究

杨戈  
【摘要】:现阶段,国内外针对框支短肢剪力墙下的加腋梁式转换结构做了大量的试验和数值模拟研究。但由于各种研究试验和试件,只存在于在单榀结构和局部构件节点的试验研究,对于以空间整体的框支短肢剪力墙加腋梁式转换结构为对象的研究,国内外较少。因此不能完全揭示出空间整体结构的抗震性能及变化规律。本次研究利用有限元软件ABAQUS衍化到空间整体的框支短肢剪力墙加腋梁式转换结构,并且对空间整体结构进行了竖向荷载下的单调加载和水平单向或水平双向的低周期往复拟动力共同加载。本文首先将空间整体结构模拟得出的结果与已有的实验做对比分析,验证本次模拟分析的可靠性和正确性。然后,改变结构的力学参数轴压比和结构的几何参数肢厚比、加腋角,进一步得出这些参数变量对空间整体的框支短肢剪力墙加腋梁式转换结构抗震性能的影响规律。本文重点针对空间整体的框支短肢剪力墙加腋梁式转换结构的骨架曲线、滞回曲线,延性系数和破坏过程及形态这几方面进行了研究分析,得出的主要结论有:1)在竖向荷载下的单调加载和水平单向或水平双向的低周期往复拟动力共同加载下的空间整体框支短肢剪力墙加腋梁式转换结构具有良好的抗震性能。其中包括结构的破坏机制合理,骨架峰值高且下降段平稳,延性好,耗能能力强,竖向刚度连续,无薄弱层现象;2)空间整体框支短肢剪力墙加腋梁式转换结构的短肢剪力墙轴压比在0.1~0.4时,违背正常破坏机制,柱铰先于梁铰出现,整体结构因柱根位置破坏严重而至使整体结构抗侧力失效。同时得出空间整体框支短肢剪力墙加腋梁式转换结构的短肢剪力墙轴压比在0.55时,具有较好的抗震性能。其中主要包括较高的极限承载力,较大的位移延性系数,和较平缓的刚度退化速率。3)空间整体框支短肢剪力墙加腋梁式转换结构的短肢剪力墙肢厚比为6时,整体结构的抗震性能最佳。研究中,肢厚比较大时,虽然可使整体结构具有较高的承载力、较大的延性系数和较大的初始刚度,但在整体结构屈服之后刚度退化速率急剧增大,不利于抗震。肢厚过小时,未出现梁铰且柱根位置破坏严重,违背正常破坏机制,也不利于抗震。4)空间整体框支短肢剪力墙加腋梁式转换结构的转换梁加腋角度为16°时整体结构的抗震性能最佳。研究中,加腋角度为0°时整体结构的抗侧刚度,破坏荷载等均较小。当加腋角度为30°时空间整体结构的框支柱柱根位置的混凝土破坏程度较为严重而且先于转换梁破坏。


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