配置高强钢筋超高性能混凝土剪力墙的抗震分析

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dianquan999
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剪力墙在建筑结构中起着非常重要的作用,其抗震性能的强弱直接关系到建筑物能否抵抗地震作用而不发生倒塌。普通钢筋混凝土的力学性能一般,且配置在剪力墙中时容易使墙体过于厚重,在保证墙体的强度时不仅容易使墙体截面变大,而且对材料的消耗也过多,大大增加了施工的难度。采用活性粉末混凝土或高强钢筋可以减少材料的消耗,降低造价,而且还可以提高剪力墙在地震作用下的力学性能。本文对配置HRB600钢筋的活性粉末混凝土剪力墙进行抗震性能分析,有利于推广HRB600钢筋与活性粉末混凝土在实际工程中的应用。本文采用纤维单元法,利用有限元软件OpenSees编写了普通钢筋活性粉末混凝土剪力墙分析所用代码,并将数值分析结果与文献[1]试验结果进行对比,验证了所建立模型方法的可靠性与数值模拟的精确性。随后基于不同配筋形式,设计了三片配置HRB600钢筋活性粉末混凝土剪力墙,利用有限元软件建立模型并进行数值模拟,然后将得到的试验结果与文献[1]试验结果进行对比。结果表明:承载力较试验构件分别提高了25.8%、22.1%和23.9%;墙面分布筋及暗柱纵筋采用HRB600钢筋时在延性上分别提高了42.9%和52.9%,表明了配置高强钢筋的优越性。在此基础上,本文还设计了十二片不同参数条件下的剪力墙,分析轴压比、高宽比、暗柱纵筋配筋率以及墙面分布筋配筋率对HRB600钢筋活性粉末混凝土剪力墙抗震性能的影响,从而探讨高强钢筋与活性粉末混凝土在剪力墙中的协同性。结果表明:1)随着轴压比的提高,剪力墙的承载力不断增大,但剪力墙耗能能力与变形能力会越来越差,其刚度退化速度也越来越快,这说明过大的轴压比不利于剪力墙的抗震性能。2)高宽比的提高会使剪力墙的承载能力不断下降,但在一定范围内变形能力会逐渐提高,耗能能力也会越来越强,需合理控制剪力墙的高宽比在1至2内以获得较好的抗震性能。3)增大暗柱纵筋配筋率虽然可以有效提高剪力墙的承载能力,但刚度退化速度越来越快,且其变形能力会也呈现不稳定趋势,在配筋率从1.88%提升至至7.54%过程中先变高再变低。4)墙面分布筋配筋率的变化对HRB600钢筋活性粉末混凝土剪力墙的抗震性能影响不大,在提高其配筋率时,剪力墙承载力及耗能能力提升幅度非常小,且变形能力会变差,因此,实际运用时不需配置过多墙面分布筋。
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