多腔外包钢板混凝土组合剪力墙有限元分析

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近些年来,随着高层和超高层建筑物的不断增加,为了满足结构在承载力和延性等力学性能方面的要求,底部剪力墙墙体厚度显著加大,导致结构自重加大,在地震作用下震害加重。为了能够在满足剪力墙的力学性能的前提下减小墙体厚度,从而减轻震害,优化剪力墙的构造形式就成为问题的关键所在。外包钢板混凝土组合剪力墙的提出可以有效的解决这个问题,这种形式的剪力墙能够充分利用这两种材料各自的优点,在满足剪力墙的力学性能的同时可显著降低墙体厚度,从而提高了剪力墙的抗震性能,以达到减小震害的目的。为了进一步研究影响钢板剪力墙的力学性能的因素,本文基于试验的基础上,采用有限元模拟与理论分析相结合的方式,确定建立的模型具有可靠的本构关系,然后进行参数化分析,具体内容如下:建立与试验试件一致的有限元模型,将有限元模型进行大量的试算,探究有限元软件内部的参数对剪力墙模型的力学性能的影响规律,通过试验和模拟的骨架曲线对比可以确定模型可靠的本构关系、部件之间的正确接触关系和与试验相对应的真实的边界条件,从而验证了模型的可靠有效性,为后续的参数化分析提供了可靠的理论依据。通过在建立正确有效的模型的基础上对钢板剪力墙模型构件进行大量的参数化分析,参数的设置包括墙体厚度、配钢率、轴压比、剪跨比、栓钉长度、材料强度等,通过改变模型的参数进行有限元模拟,然后通过数据绘制滞回曲线、骨架曲线、延性系数图等图表,结合数据图表分析探究每个参数对钢板剪力墙的力学性能的影响规律。总结其他学者和国内外的规范给出的钢板剪力墙抗剪承载力计算公式,本文给出了钢板剪力墙抗剪承载力的建议计算公式,采用试验模拟数据对建议公式的计算结果进行校核验证,为钢板剪力墙的后续更加深入的研究提供了可靠的理论参考和依据。
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