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异形截面短肢剪力墙剪滞效应有限元分析

罗时磊  
【摘要】: 短肢剪力墙结构体系的发展源自使用功能的要求和概念设计思想的创造性应用,作为一种新型的高层建筑结构体系,其在结构性能方面既具有框架和剪力墙结构的双重特点,又有区别于框架和剪力墙的许多新特点。 目前,国内外对该种结构体系的理论及试验研究仍主要以结构整体性能分析为主,在构件水平上所作的研究工作较少。论文认为,该种结构体系的力学表现归根到底是由于采用了异形截面短肢剪力墙这种新型的抗侧力构件。 论文采用平板壳元建立了短肢剪力墙空间分析有限元模型,推导了单元刚度矩阵,研制了有限单元法计算程序,经计算,给出了T形、L形、十形三种截面短肢剪力墙截面正应力、剪应力分布的详细图像,概括介绍了构件的变形状况,对短肢剪力墙截面应力分布规律和机理进行了深入细致的探讨,揭示了短肢剪力墙中剪滞效应存在的范围、产生条件、影响因素等。在此基础上,论文进一步研究了剪滞效应对短肢剪力墙工作性能的影响。在对截面应力分布进行合理等效后,计算了T形、L形截面短肢剪力墙的翼板有效宽度。借助一个力学模型,论文将影响构件侧移的弯曲变形、剪切变形、剪滞效应三个因素分离开,分析了剪滞效应对构件抗侧性能的影响,并将该影响计入了短肢剪力墙理论抗弯刚度的折减系数,经折减的短肢剪力墙等效抗弯刚度内在包含剪滞效应的影响,可方便地用于结构的计算实际。 论文采用的加载方式接近构件的工作实际,主要结论具有一定的理论和实践意义,数值分析成果可取代或部分取代构件的试验研究。


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