带斜筋单排配筋矩形及Z形截面剪力墙抗震性能研究

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为替代粘土砖砌体结构,适应建筑节能发展需求,采用墙体薄、造价低、施工简便、易于推广的双向单排配筋混凝土剪力墙多层节能住宅结构,是近年工程亟需。为增强单排配筋混凝土剪力墙基底抗剪切滑移能力,改善其抗震性能,提出了带斜筋的双向单排配筋混凝土剪力墙,并对带斜筋的矩形截面混凝土低矮剪力墙和Z形截面混凝土中高剪力墙进行了低周反复荷载试验研究和理论分析,主要贡献:  1.进行了4个剪跨比为1.0、不同轴压比的单排配筋混凝土矩形截面剪力墙低周反复荷载试验,包括:2个带斜筋的双向单排配筋混凝土低矮剪力墙,2个用于对比的普通双向单排配筋混凝土低矮剪力墙。进行了4个剪跨比为1.5的单排配筋混凝土Z形截面剪力墙低周反复荷载试验,包括:2个带斜筋的双向单排配筋混凝土剪力墙,2个用于对比的普通双向单排配筋混凝土剪力墙,分别沿其腹板方向或翼缘方向施加水平荷载。在试验基础上,对各剪力墙的承载力、延性、刚度及其衰减过程、滞回特性、耗能能力和破坏特征等进行了较系统地分析与比较,掌握了其抗震性能。  2.在试验研究与分析基础上,建立了带斜筋的双向单排配筋混凝土矩形与Z形截面剪力墙的承载力简化计算模型与公式;建立了ABAQUS有限元分析模型,并对试件进行了受力-变形全过程数值模拟分析,在使用试验数据校验模型基础上,变化不同设计参数,较系统地分析其对剪力墙抗震性能的影响。  3.给出了带斜筋双向单排配筋混凝土剪力墙的抗震构造措施,提出了该新型剪力墙结构的抗震设计建议。  主要结论:(1)对于低配筋量的单排配筋混凝土低矮剪力墙,在低周水平反复荷载作用下,其破坏特征以延性较好的弯曲破坏为主,抗震性能较好。(2)在配筋量保持不变条件下,在单排配筋混凝土低矮剪力墙中设置斜筋,可有效限制其基底剪切滑移和墙体斜裂缝开展,明显提高其抗震耗能能力;低轴压比情况效果相对较佳。(3)对于单排配筋混凝土低矮剪力墙,提高其混凝土强度等级,降低轴压比,可提高其初始刚度和抗震耗能能力。(4)在相同混凝土强度等级下,在单排配筋混凝土Z形截面中高剪力墙中设置斜筋,可明显提高其承载力和耗能能力,并且腹板方向的延性提高明显,但翼缘方向的延性提高不明显。  
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