型鋼高強(qiáng)混凝土短肢剪力墻抗震性能試驗(yàn)及有限元分析.pdf

1、短肢剪力墻既能滿足建筑使用功能和美觀的要求，又能合理提升小高層建筑的抗震性能，因此在我國得到了廣泛應(yīng)用。與普通剪力墻相比，由于墻肢高度較短，短肢剪力墻還存在承載力較低，抗側(cè)剛度和抗震性能不足等缺點(diǎn)，這使得短肢剪力墻的應(yīng)用范圍受到了限制。近年來，工程界學(xué)者們提出在普通鋼筋混凝土短肢剪力墻中加設(shè)鋼骨、型鋼、暗支撐或使用高強(qiáng)混凝土等多種改進(jìn)短肢剪力墻受力性能的措施并進(jìn)行了試驗(yàn)研究，但目前成果還很少。本文所在課題組結(jié)合型鋼和高強(qiáng)混凝土，提出型鋼

2、高強(qiáng)混凝土(SRHC)短肢剪力墻這一新型結(jié)構(gòu)，以求改善短肢剪力墻的力學(xué)性能，擴(kuò)大其使用范圍。
　　本文以軸壓比、墻肢配鋼形式等為變化參數(shù)，設(shè)計(jì)制作了4個(gè)“一”字形截面型鋼高強(qiáng)混凝土單肢短肢剪力墻試件和2個(gè)雙層型鋼高強(qiáng)混凝土雙肢短肢剪力墻一連梁試件，對其進(jìn)行低周反復(fù)荷載抗震性能試驗(yàn)，從構(gòu)件和結(jié)構(gòu)兩大層面上，揭示該新型結(jié)構(gòu)形式的受力機(jī)理、破壞形態(tài)、耗能能力和抗震變形性能。并在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用有限元軟件ABAQUS，以軸壓比、混凝土強(qiáng)

3、度等級、墻肢配鋼形式、連梁跨高比及連梁形式等抗震性能影響參數(shù)，對SRHC短肢剪力墻的抗震性能進(jìn)行有限元仿真模擬拓展分析。
　　試驗(yàn)研究結(jié)果及有限元拓展分析表明:(1) SRHC單肢短肢剪力墻試件均為延性彎曲破壞，其承載力大于普通鋼筋混凝土短肢剪力墻試件，但延性系數(shù)和等效粘滯阻尼系數(shù)和后者相當(dāng)。隨著軸壓比提高，SRHC短肢剪力墻水平承載力提高，延性變差，剛度增大。與格構(gòu)式配鋼構(gòu)件相比，實(shí)腹式配鋼構(gòu)件的滯回曲線更飽滿、延性更好、耗能能

4、力更大。(2) SRHC雙肢短肢剪力墻的破壞過程為:首先，結(jié)構(gòu)中連梁出現(xiàn)塑性鉸，耗散地震能量;然后，連梁塑性鉸產(chǎn)生大的轉(zhuǎn)動(dòng)到墻肢底部塑性鉸的出現(xiàn)。連梁發(fā)生延性破壞時(shí)，結(jié)構(gòu)延性變形能力和耗能能力較好。型鋼高強(qiáng)混凝土短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系耗能能力較強(qiáng)，抗震性能較好。(3)通過有限元仿真分析得到的各試件的滯回曲線和骨架曲線與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。由有限元拓展分析結(jié)果可知:與格構(gòu)式配鋼試件相比，實(shí)腹式試件的延性較好，受力較合理;一定范圍內(nèi)，隨著軸壓比和

5、混凝土強(qiáng)度的提高，試件的承載力有顯著提高，延性性能變差;調(diào)整墻肢間距，改變連系梁跨高比，對雙肢剪力墻的整體性能無顯著影響。而改變連梁高度實(shí)現(xiàn)跨高比變化時(shí)，隨著剪跨比的減小，試件承載力有較大提高，試件初始剛度也略有提高。型鋼混凝土連梁在跨高比為2.0～3.0之間有較好的工作性能;當(dāng)改變SRHC雙肢剪力墻連梁形式時(shí)，與鋼筋混凝土連梁、實(shí)腹式型鋼連梁相比，采用實(shí)腹式型鋼混凝土連梁能夠獲得較高的承載力、較好的耗能能力，尤其是延性能得到較大提高。