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目前,剪力墙作为主要抗侧力构件广泛应用于普通剪力墙结构、框架-剪力墙结构、框支剪力墙结构中。由于普通低矮剪力墙通常发生脆性剪切破坏,抗震耗能性能较差,如何改善低矮剪力墙的延性倍受工程学者的关注。 本文通过研究国内外低矮剪力墙及 SMA 智能混凝土在土木工程领域的发展现状,在拟静力低周反复加载试验基础上,计算了带暗支撑低矮剪力墙的极限承载力,并应用大型有限元分析软件ANS YS对带超弹性形状记忆合金棒暗斜撑的低矮剪力墙进行有限元分析,并与拟静力试验结果对比,研究其抗震耗能性能以及裂缝的开展过程。 主要内容如下: (1)了解国内外低矮剪力墙及SMA智能混凝土在土木工程领域的研究现状;分别对直径为 0.8 mm、2.1 mm、4.6 mm 的形状记忆合金材料进行单轴拉伸力学试验。利用ANSYS 软件模拟超弹性形状记忆合金的滞回曲线。建立基于 ANSYS 的超弹性形状记忆合金的本构模型,并将ANS YS有限元模拟和力学试验的结果,验证该模型的正确性。 (2)将直径为 4.6mm的 SMA材料作为暗斜撑植入低矮剪力墙。对带钢筋、SMA暗斜撑的智能混凝土低矮剪力墙进行拟静力低周反复加载试验。对试验结果进行理论分析,考察其的破坏情况和自修复能力。计算两个低矮剪力墙构件的极限承载力,并与试验结果对比分析。 (3)利用ANSYS软件建立剪力墙模型,进行有限元分析。对模拟分析的过程作了详尽的介绍,并将模型构件的裂缝开展情况、滞回性能、耗能能力及残余变形等有限元分析结果与拟静力试验结果进行对比分析,考察ANSYS软件进行结构有限元分析的可靠性。 (4)利用已验证的ANSYS有限元计算模型,对带SMA暗斜撑智能混凝土剪力墙作扩展模拟试验。主要考虑轴压比、SMA布置方式等因素对SMA智能混凝土剪力墙抗震耗能性能的影响。