【摘 要】
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钢筋混凝土(RC)剪力墙在高层建筑结构中被广泛应用,其较高的平面内刚度可用于抵抗水平荷载,控制结构侧移。在实际设计中,由于业主或者建筑师对于特定空间的需要,矩形截面剪力
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钢筋混凝土(RC)剪力墙在高层建筑结构中被广泛应用,其较高的平面内刚度可用于抵抗水平荷载,控制结构侧移。在实际设计中,由于业主或者建筑师对于特定空间的需要,矩形截面剪力墙通常被组合在一起形成T形或L形截面带翼缘剪力墙,其中作为翼缘的墙肢会对其相邻腹板的强度、刚度及延性产生较大影响,同时该类构件的破坏形态和抗震性能也有别于普通矩形截面剪力墙。目前国内外对于RC剪力墙的研究主要集中在普通矩形墙,而对不同截面形式的带翼缘剪力墙认识不足。因此,本文采用试验研究与数值模拟相结合的方法,对带翼缘剪力墙的受力机理及不同参数影响下的抗震性能进行研究,主要内容如下:完成了4个T形截面和1个L形截面RC带翼缘剪力墙的拟静力加载试验,分析了往复荷载作用下带翼缘剪力墙的破坏形态、承载力、延性和耗能能力,讨论了截面形式、加载方式、腹板自由端边缘约束以及是否在腹板与翼缘相交处添加边缘约束构件对带翼缘剪力墙抗震性能的影响。试验结果表明:RC带翼缘剪力墙翼缘受拉与翼缘受压方向受力性能存在明显地差异。翼缘受拉时,剪力墙承载力更高,延性较低,而翼缘受压时,承载力较低,但延性更好;L形墙翼缘受拉方向的承载力明显低于T形墙;双轴荷载作用下,带翼缘剪力墙翼缘受拉方向的承载力和延性都有所降低;增大腹板自由端边缘约束有效增大了剪力墙的延性;剪力墙翼缘与腹板相交处可不设边缘约束构件。利用有限元软件ABAQUS对已完成的RC带翼缘剪力墙试件进行模拟,通过与试验结果的比对验证了有限元模型的准确性。在此基础上,分析了带翼缘剪力墙不同加载方向的受力机理和破坏过程,以及不同加载阶段下钢筋与混凝土的应力应变分布。结果表明:T形墙在往复荷载作用下破坏集中于腹板自由端,并且在受力变形的过程中存在剪力滞后现象,其不仅对受压翼缘中混凝土应变分布有影响,同时对翼缘受拉时钢筋应变分布存在影响。基于有限元程序Open SEES,在试验结果的基础上,分析了轴压比、剪跨比、翼缘宽度、混凝土强度、腹板自由端约束区箍筋间距及纵筋直径对RC带翼缘剪力墙抗震性能的影响。结果表明:增大轴压比、提高混凝土强度、增大约束区纵筋直径均能提高剪力墙承载力,与此同时延性会有所下降;增大翼缘宽度能够提高剪力墙翼缘受拉方向承载力,但对翼缘受压方向的性能基本没有影响;增大剪跨比,剪力墙承载力明显降低,但延性提高;减小腹板自由端约束区箍筋间距能有效改善剪力墙的延性。
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