端部加强的高强钢筋混凝土T形短肢剪力墙的抗震性能分析

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短肢剪力墙作为介于异形柱和剪力墙的一种新型结构,因为其良好的使用性能和合理的结构布局受到国内外学者越来越多的关注。但是承载力低、抗震性能较差这些都限制了短肢剪力墙在地震区的应用。而传统建筑短肢剪力墙构件通常采用普通钢筋作为受力钢筋,在荷载较大时会造成钢筋搭接过密的情况,也造成了钢筋的过多消耗,影响施工进度和工程质量。通过对短肢剪力墙配置高强钢筋,可以节约成本、提高施工进度和节材节能环保。本文对配置高强钢筋的混凝土短肢剪力墙进行抗震性能的综合分析并为推广其在实际工程中的使用提供理论依据。文中设计了19片T形短肢剪力墙,利用ABAQUS软件对墙体进行低周反复荷载作用下的滞回性能、承载力、延性、刚度退化和耗能能力的分析。由于T形短肢剪力墙结构的非对称性,造成腹板端部破坏要早于翼缘部位,所以文中对T形短肢剪力墙的腹板端部通过设置暗柱进行加强,并通过对端部是否设置暗柱抗震性能的对比,从而验证方案的可行性。通过对比分析各影响因素对端部加强的T形短肢剪力墙抗震性能的影响,并对比分析在同等条件下配置了高强钢筋的T形短肢剪力墙和普通钢筋混凝土短肢剪力墙抗震能力的差别。对比分析研究结果表明,配置高强钢筋可以改善T形短肢剪力墙的滞回性能、承载力和耗能能力;高强箍筋可以通过约束T形短肢剪力墙的端部核心混凝土从而提高墙体的承载力、延性和耗能能力;轴压比越大,T形短肢剪力墙的承载能力越大,但是相应的延性会变差;提高配筋率和增大混凝土强度等级均可提高墙体的承载力;减小箍筋间距可以提高T形短肢剪力墙的抗变形能力。为了使模拟结果更加精确,本文采用本课题组推导出基于能量等价原理在CDP模型和张劲法基础上进行优化的混凝土损伤因子计算公式,此计算公式充分考虑了ABAQUS软件中的滞回规则,钢筋本构采用清华大学的PQ-Fiber子程序来模拟钢筋混凝土界面的粘结滑移。对钢筋本构、混凝土本构、边界条件的设定、网格划分和加载制度的设定都进行了详细论述和验证。在此验证的基础上,对端部加强的T形短肢剪力墙的抗震性能进行模拟分析。
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