剪力墙连梁在循环荷载下的受力性能研究

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钢筋混凝土联肢剪力墙结构具有良好的抗震性能,不仅是由于它有很强的墙肢,而且还因为它有连梁。连梁是墙肢之间的传力纽带,在地震作用下,连梁可以首先屈服,通过塑性应变耗散地震能量,从而保护建筑物的主体部分。当连梁的跨高比较小时,采用普通配筋方式耗能性能差;并且颁布的《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)也没有针对跨高比小于2.5的连梁提出具体的设计方法;小跨高比连梁的设计虽有学者通过试验来研究,但设计理论仍不是很完善。本文的研究目的是在循环荷载下针对不同跨高比和配筋方式的连梁,运用ANSYS软件来分析不同的因素对连梁抗震性能的影响。本文主要作了如下工作:对不同跨高比的普通配筋连梁进行有限元模拟;对跨高比为1.0的配有对角交叉斜筋和菱形斜筋的新配筋连梁进行有限元模拟;分析裂缝发展与连梁受力状态的关系;分析不同配筋率对连梁延性的影响。通过计算分析得到以下结论:循环荷载下普通配筋连梁当跨高比为2.0时破坏类型为弯曲滑移破坏,延性较好;当跨高比为1.0时破坏类型是剪切破坏,破坏时钢筋的承载力没有得到完全的发挥,混凝土就被压碎了,延性很差,属于脆性破坏,相应的耗能能力就很差。在小跨高比连梁中,通过配置对角交叉钢筋和菱形钢筋,连梁的破坏形态从剪切破坏变成了弯曲剪切破坏,在连梁的45度应力集中区形成有效的传力机构,使得纵向受力钢筋的承载能力能够得到有效发挥,并且通过新配置的钢筋可以有效的约束混凝土的裂缝开展,使得混凝土的斜向压溃导致的斜压剪切破坏推迟出现,进而使得连梁具有较好的耗能性能。连梁中纵向钢筋的配筋率为2%左右为宜,箍筋的配筋率为1.5%左右为宜,且箍筋直径不要超过12mm,构造腰筋的配筋率不要超过1%为宜。通过分析证明新配筋方式连梁具有较好的延性,能够达到普通配筋连梁延性的1.3倍左右,是一种受力性能合理,延性较好,抗震性能好的配筋形式,并且与斜向交叉暗柱式配筋的小跨高比洞口连梁相比,具有梁宽较小和施工方便的优点。
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