带混合暗支撑的钢筋混凝土核心筒剪力滞后效应分析

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钢筋混凝土核心筒结构因其良好的受力性能在工程中得到了广泛应用,而带混合暗支撑的钢筋混凝土核心筒作为普通钢筋混凝土核心筒的一种新型改进形式,具有初始刚度大、承载力高、延性好的优点,但目前对其研究及应用还不成熟,因而加强对它们的研究既是高层建筑分析理论发展的需要,也具有极为重要的工程意义。钢筋混凝土核心筒的一个重要受力特征是存在明显的剪力滞后效应,这使得结构的整体性变差,材料的作用不能充分发挥,而且使截面设计不准确。加强对核心筒剪力滞后的研究是充分了解核心筒的工作性能,优化结构设计的必然要求。近几十年来,计算机技术及有限元技术得到很大的发展。基于以上背景,本文采用ABAQU S软件对钢筋混凝土核心筒进行大量的有限元模拟及参数分析。文章分别以钢筋混凝土核心筒及带混合暗支撑的钢筋混凝土核心筒为主要研究对象,并着重分析核心筒中剪力滞后的分布、发展规律及影响因素。本文完成的主要研究内容有:(1)采用有限元分析软件ABAQUS对文献[5]中普通核心筒的试验模型进行有限元模拟,讨论了建模过程中混凝土和钢筋的本构关系确定、单元类型的选取及网格的划分等。通过对计算结果与试验结果的对比,以及分析产生误差的原因,表明了采用ABAQUS软件建模能够很好地模拟钢筋混凝土核心筒在单调加载下的力学性能。(2)对不同构造的钢筋混凝土核心筒进行数值模拟,通过提取各模型底部翼缘截面的纵向应变计算结果来对核心筒的剪力滞后效应进行研究。定义了翼缘截面的最大纵向应变与平均纵向应变之差与平均纵向应变的比值为“剪力滞值”,并通过“剪力滞值”的大小来反映核心筒翼缘纵向应变的不均匀程度,从而对核心筒的剪力滞后效应进行了量化。主要研究了核心筒在外力作用下,其剪力滞后效应的表现形式及变化规律,探讨了核心筒的角柱、连梁、分布筋以及暗支撑对其剪力滞后效应的影响。(3)对比了带混合暗支撑核心筒与普通核心筒的剪力滞后程度。分析了翼墙未开洞筒体和翼墙开洞筒体在水平单调加载过程中的剪力滞后效应,研究的内容主要包括有连梁高度,连梁、墙肢暗支撑、暗柱的型钢含钢量对带混合暗支撑核心筒的剪力滞后效应的影响。
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