闭口型双压型钢板混凝土组合连梁及联肢剪力墙抗震性能研究

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联肢剪力墙在高层建筑组合体系中发挥着重要作用,而连梁作为联肢剪力墙中的关键构件,其抗震性能优劣对结构有着非常重要作用。而现有连梁仍存在承载力不高、延性不佳和施工难度较大等不足之处。因此,本文提出并设计一种闭口型双压型钢板混凝土组合(CSPC)连梁,即在连梁钢筋骨架中配置闭口型双压型钢板,并采用对角配筋方式而形成的新型连梁,研究了该新型连梁的抗震性能以及其在联肢剪力墙中的抗震效果。主要研究内容和结论如下:(1)利用有限元软件ABAQUS对既有钢板混凝土组合连梁进行数值分析,对比分析模拟结果与试验结果,验证建模方法的有效性。(2)提出并设计3种压型钢板混凝土组合连梁和2种平钢板混凝土组合连梁有限元模型,从结构的损伤破坏过程、承载能力、延性性能和耗能能力等方面对比分析这5种连梁。研究结果表明:压型钢板相比平钢板可有效地提高连梁的承载能力,而连梁延性性能的提高与钢板的配板形式有关系,即双钢板的配板形式相比单钢板可有效提高结构的延性性能;其中,该新型闭口型双压型钢板混凝土组合连梁的抗震性能效果较好。(3)设计12个闭口型双压型钢板混凝土组合(CSPC)连梁有限元模型,分别研究连梁跨高比、配板率、闭口型双压型钢板肋板数、连梁箍筋率、钢板锚固长度5个因素对CSPC连梁抗震性能的影响规律。研究结果表明:连梁跨高比和配板率以及闭口型双压型钢板肋板数对结构承载力和延性性能影响显著,而连梁箍筋率和压型钢板锚固长度对结构承载力影响较小,但对延性影响较大。文中给出了各项参数的合理取值范围,可为该类型连梁设计提供参考依据。(4)利用有限元软件ABAQUS对既有对称双肢短肢剪力墙进行数值模拟,对比分析模拟结果与试验结果,验证整体结构建模方法的可靠性。(5)结合实际工程,利用有限元软件ABAQUS建立该新型CSPC连梁-联肢剪力墙模型,分析了结构损伤破坏过程。研究了单面墙肢高宽比、连梁跨高比、建筑总高度对CSPC连梁-联肢剪力墙抗震性能影响规律。研究表明:CSPC连梁-联肢剪力墙有较高的承载力和延性,建议连梁跨高比控制在1.5-2.0;而在设计墙肢高宽比时,应根据各地区实际情况,适当减小单面墙肢高宽比,提高建筑结构的整体抗震性能。
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