T形短肢多腔钢―混凝土组合剪力墙轴压性能研究

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钢筋混凝土短肢剪力墙可避免露梁露柱,空间布置灵活;减小结构自重,造价经济;易于调节结构刚度中心,防止扭转效应的产生。因此在小高层建筑中得到了广泛的应用。但钢筋混凝土短肢剪力墙也存在承载力较低、抗震性能较差等不足之处。为此,有关学者提出了一种新型短肢剪力墙构件——短肢多腔钢-混凝土组合剪力墙。这种新型组合构件可充分发挥钢材和混凝土两种材料的性能优势,提高构件延性,缩短施工周期,取得良好的经济效益。目前,针对短肢多腔钢―混凝土组合剪力墙的研究还处于起步阶段,限制了这种新型剪力墙的推广应用。因此,本课题针对T形短肢多腔钢―混凝土组合剪力墙最基本的轴压力学性能展开研究,主要研究内容如下:设计并进行了3个T形短肢多腔钢―混凝土组合剪力墙试件和4个T形多腔钢―混凝土组合柱对比试件的轴向受压试验;观察了T形短肢多腔钢―混凝土组合剪力墙试件的破坏过程,研究了试件的荷载―应变关系曲线和破坏机理;分析了不同参数对试件轴压刚度、承载力、延性系数和约束效应等轴压力学性能的影响。在对比了简单叠加法、纤维模型法和有限元法特点的基础上,采用有限元法作为分析T形短肢多腔钢―混凝土组合剪力墙轴压工作机理的方法;采用ABAQUS软件建立了有限元模型,对比分析并选取了适用的混凝土应力―应变关系,将理论分析结果与试验结果进行对比,验证了所建立有限元模型的可靠性;基于理论分析的结果,研究了T形短肢多腔钢―混凝土组合剪力墙的截面应力分布规律、钢板腔体与混凝土的相互作用等工作机理。基于理论分析中建立的有限元模型,分析了截面高厚比、混凝土强度、钢材屈服强度、含钢率等参数对T形短肢多腔钢―混凝土组合剪力墙轴压力学性能的影响,得到了构件截面承载力随各参数的变化规律;基于轴压试验、理论分析和参数分析的研究成果,提出了T型短肢多腔钢-混凝土组合剪力墙轴向受压承载力的简化计算公式建议。
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