装配式剪力墙结构墙—板节点抗震性能有限元分析

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本文采用大型有限元软件ABAQUS对剪力墙结构中普遍采用的现浇及装配整体式墙板节点进行仿真模拟,研究两种施工形式的墙-板节点分别在单调静力荷载、低周往复荷载作用下的力学性能,具体研究内容有:(1)基于《混凝土结构设计规范》及辛普森积分法计算混凝土本构参数及CDP损伤参数,对既有试验节点建立有限元模型并精细化分析,从试验现象、特征曲线及特征值多方面与试验结果进行对比,验证理论计算参数的合理性、分析结果的可靠性。(2)通过分析墙-板节点内钢筋及混凝土的应力应变云图,明晰现浇、装配两种形式的墙-板节点破坏机理和抗震能力。针对既有试验存在对比参数不足的缺陷,增设有限元模型参数变量,增设试验对照组。分析参数调整后的节点模型在低周往复、单向静力加载状态下的受力性能。研究混凝土及钢筋的应变、应力分布规律,分析节点滞回曲线、静力荷载-位移曲线及特征值。参数分析表明:现浇墙-板节点在配筋不变的情况下,其力学性能主要受墙体轴压比、混凝土等级、剪力墙内拉筋强度等因素的影响,而滑移对现浇墙-板节点整体力学性能的影响不大,仅能影响钢筋轴力分布情况;装配式节点墙-板连接塑性铰区的钢质装配构件能提高节点力学性能,减少混凝土的拉应变。(3)以参数化分析结果及既有试验破坏机理为设计基础,建立新型装配式墙-板节点有限元模型,绘制新设计墙-板节点的滞回性能及静力作用下荷载位移曲线,分析钢筋、混凝土应力应变分布规律及节点破坏模式。研究结果表明,本文新设计的墙-板节点可以显著改善原有装配形式节点的力学性能,能有效提高节点刚度、降低板面混凝土开裂对墙-板节点抗震性能性能的影响。
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