型钢混凝土短肢剪力墙受力性能研究

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型钢混凝土短肢剪力墙是一种在普通短肢剪力墙墙端加设型钢暗柱的组合结构形式,在工程实践中具有广阔的发展前景。但国内对其研究还处在初级阶段,对其受力性能进行研究具有重要的理论意义和工程应用价值。本文利用ANSYS软件对型钢混凝土短肢剪力墙采用实体建模的方法进行有限元数值模拟计算,考虑型钢种类、剪力墙暗柱配钢率、混凝土强度等级、剪跨比和剪力墙墙身配筋率对型钢混凝土短肢剪力墙受力性能的影响,建立了14个有限元模型试件,对结构在循环荷载作用下的滞回性能、型钢和混凝土的受力特性,结构的破坏机理等进行了系统分析。研究结果表明:在短肢剪力墙端部加设型钢暗柱可以大幅提高结构的刚度和承载力,承载力随着配钢率的增加而提高;用钢量相同的情况下,植入H型钢暗柱短肢剪力墙的受力性能优于植入槽钢暗柱的短肢剪力墙,配钢率为3.4%时结构的延性最好,当配钢率超过4.5%以后承载力增幅降低;混凝土强度等级提高至C40以上时会明显增加型钢混凝土短肢剪力墙的承载力和耗能能力,因此设计时不宜采用低强度等级的混凝土;型钢混凝土短肢剪力墙的主要破坏形态为弯曲破坏,在低周反复荷载作用下,短肢剪力墙中的型钢主要受力状态为单向拉压,结构的剪力则主要由混凝土承担;随着剪跨比的减小,结构承载力提高,但是延性明显劣化,并且剪切力对试件破坏的影响逐渐加大;增加墙身配筋率会提高型钢混凝土短肢剪力墙的承载力,但对其刚度影响很小,当配筋率超过1%时承载力增幅减缓,延性降低。本文深入地分析了型钢混凝土短肢剪力墙在循环荷载作用下的受力性能,得出的结论对型钢混凝土短肢剪力墙的理论研究具有一定的参考价值,为进一步研究奠定了良好的基础。
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