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钢筋混凝土联肢剪力墙由于其刚度大、承载力高和延性好等特点,作为主要的抗侧力构件广泛用于高层、超高层房屋建筑。本文建立了一种基于有限元的联肢剪力墙静力弹塑性计算模型,编制了双肢剪力墙静力弹塑性全过程分析程序。
联肢剪力墙由墙肢和连梁两部分组成。本文分别建立了墙肢和连梁的计算模型。采用一定的基本假定,对以有限元为基础建立的剪力墙墙肢的刚度矩阵进行缩聚,使计算自由度大大减小;编制了剪力墙的静力弹塑性分析程序ASSW;进行了4片HRB400级焊接网剪力墙试验研究,用程序ASSW对4片剪力墙试件及清华大学另外5片冷轧带肋钢筋焊接网剪力墙试件进行了分析,理论计算结果与试验结果的比较验证了本文建立的剪力墙墙肢计算模型的合理性。用ASSW对35个剪力墙进行了计算分析,研究了高宽比、约束边缘构件、轴压比等参数对剪力墙的承载力和变形的影响。
连梁计算模型由纯连梁与连接单元组成。根据已有的连梁试验研究成果,按连梁易发生的弯曲破坏和剪切破坏两种破坏形态建立了两种纯连梁的计算模型,分别为可采用平截面假定的长连梁计算模型和不能采用平截面假定的短连梁计算模型。用连接单元考虑连梁与墙肢之间的相对变形,连接单元用一个非弹性的组合弹簧模拟,组合弹簧由拉压、剪切和弯曲弹簧组成。推导了纯连梁与连接单元的刚度矩阵,及各刚度系数。
综合墙肢和连梁的计算模型,建立了双肢剪力墙的静力弹塑性计算模型,编制了双肢剪力墙静力弹塑性分析程序ACSW。用ACSW对3个双肢剪力墙试件进行了静力弹塑性全过程分析,计算结果与试验结果吻合较好,验证了本文提出的双肢剪力墙计算模型和静力弹塑性分析方法是可靠的。
用ACSW对4片双肢剪力墙进行了静力弹塑性分析,研究了连梁及约束边缘构件对双肢墙受力性能的影响。将计算所得4片双肢墙的能力曲线转换为等效单自由度能力谱,用能力谱方法进行了4片双肢墙的抗震性能评估。