小跨高比钢纤维混凝土连梁性能有限元分析

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现代高层建筑结构中因为功能的需要和一些限制因素,通常会出现多片剪力墙相连的结构形式。而作为墙肢之间的联系杆件,连梁扮演着相当重要的角色。它能在遭遇地震时起到了耗散地震能量的作用,进一步保护了主体结构避免严重的破坏。跨高比较大的连梁在高层建筑的设计中,其抗震性能通常能达到设计要求。但对于跨高比较小的连梁,因为连梁两端承受的剪力较大,容易发生剪切破坏,导致连梁过早破坏,最终不能充分发挥其耗能作用。为研究如何改善小跨高比连梁的性能,国内外通常从改变钢筋配筋方式,内置阻尼器和掺入纤维三个角度出发。前两者相比虽能较好提高连梁性能,但经济性不好和施工较繁琐,不便于实际工程中大量应用。所以本文从添加钢纤维这一角度,对小跨高比钢纤维连梁的性能进行了深入分析。分析结果对于实际工程中小跨高比连梁的施工有一定的参考价值。首先,本文基于有限元软件ABAQUS,对已有实验采用分离式建模方法模拟。从承载力、延性性能、耗能性能、混凝土损伤和滞回曲线几个方面,将小跨高比钢纤维混凝土连梁模拟的相关性能数据同实验结果进行对比分析,充分验证该有限元模拟过程是有效的。然后,在低周反复荷载和单调荷载条件下,建立多个对比模型,详细分析小跨高比连梁的跨高比、纵筋配筋率、箍筋配筋率等因素对连梁性能的影响,并总结出连梁性能相对较好的配筋方案。最后,结合连梁抗震构造规范,探究小跨高比钢纤维混凝土连梁相比普通混凝土连梁箍筋加密构造要求的放宽程度,以达到改善小跨高比连梁施工难度和节约箍筋用量的目的。
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