钢筋混凝土低剪力墙非线性分析及性能研究

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钢筋混凝土剪力墙由于具有良好的抗震性能,在高层建筑中的应用非常广泛。高剪力墙受力概念清晰,国内外对其的研究较多,其计算理论也比较完善。而低剪力墙由于其高宽比较小,其性能主要由剪力控制,国内外的研究较少。 明确低剪力墙的受力破坏机理是探讨其极限承载力的关键。影响低剪力墙受力性能的因素很多,如剪跨比、配筋率、混凝土强度、加载方式、洞口等。目前国内外对低剪力墙的受力机理尚未完全清楚,因此很有必要对低剪力墙的受力性能进行进一步的研究。本课题的研究无论从理论还是工程应用方面都具有较大的价值。 本文在前人研究的基础上,结合相关的文献资料,主要进行了以下三个方面的工作: (1)本文选用软化桁架理论,建立了用于低剪力墙非线性分析的计算模型。此模型结合了转角软化桁架模型和考虑裂面效应的混凝土反复加载本构关系。钢筋的应力应变关系中考虑了反复荷载作用下的Baushinger效应。根据本文的模型作者利用Matlab编制了相应的计算机程序,分别对承受单调荷载作用和反复荷载作用的低剪力墙进行了分析计算。计算结果与试验结果符合良好。 (2)对钢筋混凝土剪力墙三维非线性有限元理论进行了阐述,采用ANSYS有限元分析软件建立了低剪力墙弹塑性有限元分析模型。钢筋混凝土采用ANSYS中的SOLID65混凝土带筋单元,混凝土的裂缝模型采用弥散裂缝;钢筋采用双线性弹塑性本构模型。利用此模型分别对整体低剪力墙和开洞低剪力墙进行了计算分析,计算结果与试验数据的对比分析,表明本文的模型是合理的。同时,本文对低剪力墙三维有限元模型和软化桁架模型的计算结果进行了比较分析。 (3)利用有限元模型对低剪力墙的非线性性能进行了理论上的探讨。分析过程采用对低剪力墙分级加位移的方法,以得到低剪力墙在水平荷载作用下的受力全过程曲线。研究了剪跨比、轴压比、墙板配筋率、混凝土强度、反复加载方式及洞口对低剪力墙性能的影响。
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