采用加腋梁式转换的框支短肢剪力墙结构抗震性能研究

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现阶段,针对框支短肢剪力墙加腋梁式转换结构抗震性能研究大多仅限于通过试验研究了解了此类结构在反复荷载作用下的受力性能及传力机制,但由于试验试件数量严重不足,以至于不能完全揭示出其抗震性能的变化规律。于是本文在已有试验研究的基础上,利用有限元软件ABAQUS对构件进行了低周反复荷载作用下抗震性能的有限元分析,通过对比分析有限元分析结果与试验结果,验证了该程序在分析结构抗震性能方面的可靠性,然后通过改变框支短肢剪力墙加腋梁式转换结构的有关参数如轴压比、跨高比、肢厚比等,利用本文中所验证过的程序,进一步研究了这些参数对该类转换结构抗震性能的影响规律。在试验与有限元分析结果的基础上,主要研究了框支短肢剪力墙加腋梁式转换结构在竖向荷载与水平荷载共同作用下的滞回曲线、骨架曲线、承载能力、延性系数及破坏机制等,以此揭示出此类转换结构抗震性能的变化规律,从而对采用加腋梁式转换的框支短肢剪力墙结构的设计提出合理的建议及构造措施。对于采用加腋梁式转换的框支短肢剪力墙结构,根据本次试验研究及有限元分析结果,可以得出以下主要结论:1)经过合理设计的框支短肢剪力墙加腋梁式转换结构具有合理的破坏机制及良好的抗震性能。此类结构滞回曲线较为饱满,骨架曲线下降度较为平缓,具有较好的延性及耗能能力。同时其各层刚度分布较为均匀,能有效克服底层薄弱的现象。2)当短肢剪力墙轴压比在0.1~0.55之间时,此类结构的极限承载力、延性系数均随着轴压比的增加而提高,且其刚度退化速率并不会受到影响。但过小的轴压比会导致框支柱端部破坏程度加剧,不利于结构抗震。3)当短肢墙肢厚比在5~8之间时,此类结构的极限承载力、延性系数均随着肢厚比增加而大幅提高。但过大的肢厚比会导致其刚度退化速率加快,也会使得框支柱端部混凝土破坏程度加剧。同时肢厚比过小也会使得短肢墙破坏程度加剧,同样不利于结构抗震。4)当转换梁跨高比在4.9~8.0之间时,此类结构的极限承载力、侧向刚度均随着转换梁跨高比的减小而大幅度提高。但过小的跨高比会使得短肢墙与框支柱端部混凝土破坏程度加剧,加快结构刚度退化速率,不利于结构抗震。同时跨高比过大会导致结构延性系数降低,减弱其塑性变形能力。5)当转换梁加腋角度在0°~35°之间时,此类结构的极限承载力及刚度退化速率并不受到加腋角度的影响。但加腋角度过小会加剧短肢墙底部混凝土破坏程度。同时加腋角度的增加会使得转换梁塑性铰位置由梁端向加腋端部移动。
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