短肢剪力墙-砌块组合墙抗侧性能及简化动力分析方法研究

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短肢剪力墙-砌块组合墙是一种通过特定施工工艺将砌块墙与短肢剪力墙结合,能够分阶段耗散地震能量的新型抗震体系。本课题组前期对一批短肢剪力墙-砌块组合墙结构形式的试件进行了低周反复荷载作用下的拟静力试验,对试件的破坏全过程反应、裂缝开展情况、滞回曲线、刚度及延性性能等问题进行了详细研究。本文在此基础上进行了如下研究:根据本课题组单层、四层短肢剪力墙-砌块组合墙的拟静力试验,分析短肢剪力墙-砌块组合墙的受力机理和各阶段的受力特征。短肢剪力墙-砌块组合墙表现为整体墙的受力特点,特别是在破坏全过程的前期,砌块、连梁、墙肢三者能够较好的协同工作,这也是该结构形式采用特殊施工工艺的体现。砌块墙充当了“第一防线”的作用,延缓了结构的破坏历程,符合规范设置多道防线分阶段破坏的要求。在试验的基础上增加一组对比试件短肢剪力墙-桁架模型,运用有限元分析软件ABAQUS对短肢剪力墙框架、带支撑短肢剪力墙、短肢剪力墙-砌块组合墙进行静力弹塑性分析,根据有限元分析结果可以发现,短肢剪力墙-砌块组合墙不仅具有较高的承载能力,而且其刚度和延性性能都要较另两种结构形式的短肢剪力墙有所提高,且对砌块墙和斜撑进行了详细地对比研究。从破坏状态、承载力、延性和刚度四个方面,对三种结构形式的短肢剪力墙在轴压比分别为0.2、0.3、0.4和墙肢高宽比分别为5、6、7六种工况下进行详细分析,总结出变化规律并进行原因分析,证明无论在何种工况下短肢剪力墙-砌块组合墙都具有较高的抗侧性能。根据短肢剪力墙-砌块组合墙整体受力的特点,对其计算模型进行简化,采用整体墙模型求解该结构弹性阶段的刚度矩阵比采用传统剪切型模型更能反映结构实际情况。最后,运用这一方法对某算例进行自振性能的研究,并对实际工程设计提出了几点建设性的意见。
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