【摘 要】
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短肢剪力墙结构作为一种较新颖的结构形式,但在地震烈度较高地区中的实际工程应用较少,《高规》中也对其应用作了严格的限制,因此为充分改善该结构的抗震性能,利用其有利的参数指标更好的指导生产与设计实践,为扩大其实际应用和推广垫定坚实的基础。随着建筑材料强度等级、性能的更新换代,在建筑物中运用高强材料能够提高抗震性能。因此本文按照以上目标,结合课题组现有研究现状与条件,主要针对配置有高强钢筋常规强度等级混
【基金项目】
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国家自然科学基金(项目编号:51568028):“高强钢筋高强混凝土短肢剪力墙地震损伤机理与损伤演化全过程研究”;
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短肢剪力墙结构作为一种较新颖的结构形式,但在地震烈度较高地区中的实际工程应用较少,《高规》中也对其应用作了严格的限制,因此为充分改善该结构的抗震性能,利用其有利的参数指标更好的指导生产与设计实践,为扩大其实际应用和推广垫定坚实的基础。随着建筑材料强度等级、性能的更新换代,在建筑物中运用高强材料能够提高抗震性能。因此本文按照以上目标,结合课题组现有研究现状与条件,主要针对配置有高强钢筋常规强度等级混凝土T型(以下简称HSCC-T,后面不在赘述)短肢剪力墙试件进行了低周反复荷载试验,客观评价了其抗震性能,继而通过建立非线性有限元数值模型和四折线滞回模型,本研究对丰富和完善现有短肢剪力墙抗震理论及技术及相应工程应用具有重要的理论和工程实践意义,对短肢剪力墙在强地震区及多发地震区的工程应用能提供一定的技术支撑,本文主要完成的工作内容如下:(1)梳理了短肢剪力墙国内外现有的抗震理论、方法、试验、工程应用和相应的研究成果,针对目前普通短肢剪力墙抗震性能不足的问题,提出本文的主要研究内容和技术路线。(2)完成了1/2比例的6个HSCC-T型截面短肢剪力墙试件的试件制作并对其进行了低周反复荷载试验研究,重点分析了轴压比,截面高厚比,箍筋配筋率等因素对试件承载力,延性,刚度,滞回特性等抗震性能指标的影响程度,明确了短肢剪力墙的抗震薄弱部位,破坏机理,破坏模式,提出了有关的设计改进建议。(3)通过ABAQUS有限元分析软件建立了6个短肢剪力墙数值化实体模型,介绍了其建模过程,在与试验对比的基础上验证了有限元分析的可靠性,通过变换轴压比,截面高厚比,配箍率,箍筋强度,纵筋强度,混凝土强度,边缘约束构件配筋长度、范围等设计参数,得到了短肢剪力墙的有利设计参数范围,扩充了试验结果,并通过在腹板端部加入圆钢管进行了有限元模型的优化,得到其抗震性能能够得到极大的改善的结论。(4)通过对试验滞回曲线的恢复力特性进行理论研究和数据拟合,给出正反向加载刚度、正反向卸载刚度和弹性刚度之间的关系,并确立了滞回规则,建立了适用于HSCC-T型短肢剪力墙的四折线滞回曲线分析模型,该模型能够较好的反映该结构的恢复力特性,可用于HSCC-T型短肢剪力墙结构的弹塑性反应分析。通过对峰值荷载的计算,发现其与墙体实际承载力相近,表明本文应用混凝土结构设计规范来计算本文这类型HSCC-T型短肢剪力墙是有效的,可为本文这类型新型结构短肢剪力墙承载力计算提供一定的参考依据和借鉴。(5)通过对一栋14层高层短肢剪力墙结构实际工程应用SAP2000有限元软件建立了壳体有限元模型,对其进行模态分析和八度多遇地震、八度罕遇地震作用时程分析,将计算结果与YJK软件的计算结果相比较从而确定建立模型的可靠性;通过八度罕遇地震弹塑性时程分析,得到结构的层间位移角包络曲线和结构顶点位移时程曲线,表明该短肢剪力墙结构受力性能良好,能满足大震不倒的设防要求。
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