T型多腔钢管混凝土组合剪力墙抗震性能研究

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剪力墙作为被大量应用的有效抗侧力构件,在高层建筑中具有不可撼动的位置。为迎合高层装配式住宅建筑的进程,传统的钢混剪力墙结构因为其本身建筑使用功能的不完善,已经无法满足人们对高质量居住环境的要求。装配式多腔钢管混凝土组合剪力墙作为一种新形结构体系,具有抗震性能好、用钢量少、墙体厚度薄、自重轻等优点,国家先后出台大量政策,鼓励发展装配式剪力墙结构。本文在以上问题和背景下,提出一种装配式T型多腔钢管混凝土组合剪力墙结构体系,通过理论研究和有限元计算对其抗震性能进行研究,研究内容如下:概括性介绍了组合剪力墙结构体系的发展进程,并对T型多腔钢管混凝土组合剪力墙的结构形式及组成构件进行了阐述,归纳总结出该结构体系的应用范围和优点等。针对已有试验数据,应用有限元软件ABAQUS建立了 4组一字型多腔钢管混凝土组合剪力墙构件的数值分析模型,将常见的一些抗震评价指标进行了概括,并将试验结果与数值分析结果进行对照分析,从恢复力曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、延性性能、等效粘滞阻尼系数、承载力退化曲线等不同的角度进行了详细的研究,通过上述指标的对比,可以看出本文采用的数值计算方法具有较高的准确性。在验证数值分析方法的准确性后,通过创建T型多腔钢管混凝土组合墙构件的数值研究模型,分析了不同的参数对其恢复力曲线、骨架曲线、刚度和承载力退化曲线、延性性能以及等效阻尼系数的影响,进一步分析了混凝土强度等级、轴压比、高宽比、管壁厚度、钢材等级及加载角度等对T型多腔钢管混凝土组合墙滞回性能的影响。结果表明:不同构件的恢复力曲线走势比较相近,饱满丰盈,反映了该形式的T型多腔钢管混凝土组合墙能量耗散性能良好,有不错的延性性能,可以应用于抗震设防较高的区域。高宽比对剪力墙的承载力影响较大,在其他条件相同的情况下,高宽比越小剪力墙的承载能力越强,能量耗散略有提高,但同时延性变差;钢板厚度对剪力墙承载能力、能量耗散等都有较大影响,一般而言钢板越厚,剪力墙的承载能力和耗能性能越优,但经济成本增加;混凝土强度增大时构件的承载力略有上升,但变形能力变差,能量耗散在初始阶段略好,后期相反;轴压比主要影响剪力墙的延性,当轴压比过大时剪力墙延性明显下降,因此实际应用时应注意合理控制剪力墙的轴压比。
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