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混凝土剪力墙是现代高层结构中的主要抗侧力构件,工作时受到弯、剪、扭和轴力的共同作用,受力变形情况复杂,深入了解混凝土剪力墙的性能规律是做好剪力墙结构抗震设计的关键。目前,对结构中的整片剪力墙和联肢剪力墙的抗震性能研究相对较多,对整片墙经过开洞改造后墙体的抗震性能研究则相对较少,尤其是对按照“74”和“85”系列规范设计的剪力墙。本文针对广州花园酒店“白金五星级酒店”改造项目,为研究既有剪力墙结构墙体开洞改造前后的抗震性能,分别依据既有结构和中国现行规范设计、制作了不同的剪力墙试件,并在不同条件下进行低周往复水平荷载作用下的拟静力试验,获得了试件从加载到破坏整个过程的试验参数,检验了不同构造情况及开洞前后试件的承载能力及其延性,并分别从以下几个方面进行分析对比:
(1)设计依据不同、轴压比相同、开洞情况相同的试件对比。
(2)设计依据相同、轴压比不同的试件对比。
(3)设计依据相同、轴压比相同、同一试件开洞前后的对比。
在试验的基础上,运用非线性分析软件OpenSees进行了结构试验的模拟分析,并同试验结果进行对比。
本文得到的主要结论如下:
(1)通过对十个试件进行低周往复水平加载试验,对试件的承载力、刚度、延性、耗能量及破坏特征等方面进行了较深入地研究,进一步探讨了混凝土剪力墙的受力性能和规律。
(2)通过对轴压比相同、设计依据不同的试件进行分析对比,探讨了边缘构件与墙体内纵筋对墙体抗震和受力性能的影响。
(3)通过对轴压比不同、设计依据相同的试件进行分析对比,探讨了轴压比对墙体的抗震和受力性能的影响。
(4)通过对相同试件开洞改造前后的试验对比,验证了墙体开洞并进行简单的加固后的抗震性能和受力性能,为工程实践中进行类似的结构改造提供参考依据。
(5)通过分析结果与试验结果的对比,发现程序基于MVLEM单元能较准确地宏观模拟剪力墙的非线性性能。