叠合板式双肢剪力墙抗震性能的有限元分析

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带洞口双肢剪力墙在高层抗震建筑结构中使用广泛,具有适当强度、刚度和良好变形性能的连梁能够改善双肢剪力墙结构体系的抗震性能。本文研究的叠合板式双肢剪力墙是从德国引进的一种新型的剪力墙结构体系,它由两个外部预制墙体层和一个夹心内部现浇混凝土层叠合而成。由于其造价成本低、施工速度快、绿色环保等显著优势顺应建筑产业化的发展方向。作为一种新型的剪力墙结构体系,对其理论和试验研究较少,特别是在地震荷载作用下,叠合板式双肢剪力墙在抗震性能上的研究远远不够。为更好的研究叠合板式双肢剪力墙的抗震性能,本文基于对现有叠合板剪力墙试验研究的基础上,遵循实际工程中建筑设计对过人门洞尺寸的规范要求,以及现有叠合板式剪力墙截面承载力计算方法设计出叠合板式双肢剪力墙模型。通过ABAQUS有限元软件合理的设定相关参数,建立精准的3D模型,使其符合实际抗震状态下的材料本构关系、边界条件、受力性能等特性。并分别对考虑叠合面摩擦影响,叠合面共节点绑定以及整体现浇三种模型的剪力墙,在水平低周往复荷载作用下的承载能力、延性、破坏形态等方面的性能分析研究。通过对有限元模拟结果进行分析,验证其抗震性能以及损伤特性。数值模拟与试验分析研究表明,叠合板式双肢剪力墙中的叠合面在地震作用下存在着一定的粘结滑移,墙体夹心层部分先于预制层部分破坏;考虑摩擦以及共节点绑定定义的叠合板式剪力墙极限承载力均高于现浇墙体;叠合板式双肢剪力墙的连梁中预制格构钢筋后使墙体具有足够的刚度,同时降低现场施工成本。在地震荷载作用下叠合板式双肢剪力墙结构具有较好的抗震性能。进一步对影响叠合板式双肢剪力墙抗震性能的相关因素进行研究,着重对影响叠合板式双肢剪力墙抗震性能的墙板轴压比,连梁跨高比,以及连梁内的格构钢筋配置形式三种因素做了分析研究,对比各试件模型从弹性状态逐步进入塑性状态并达到极限状态的损伤形态以及承载力情况,从而更好的理解叠合板式双肢剪力墙结构在试验中不能够被观测到的一些的抗震机制和墙板内部的破坏机理,以确保叠合板式双肢剪力墙结构能广泛的应用到实际工程中,并为结构体系的设计研究提供相关的理论参考。分析研究表明,轴压比叠合板式双肢剪力墙的弹性和弹塑性性能影响显著,在一定范围内轴压比越大,承载力越大,延性降低。适当的轴压比对叠合板式双肢剪力墙结构抗震性能具有一定的提升作用;叠合板式双肢剪力墙连梁跨高比主要影响墙板构件开裂后的抗震性能,随着叠合板式双肢剪力墙中连梁跨高比的增大承载力随之减小,抗侧刚度也变小。
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