型钢混凝土T形截面短肢剪力墙受力性能研究

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随着我国城市化进程的加快,高层住宅越来越多,人们对高层住宅平面与空间的要求越来越高。型钢混凝土T形截面短肢剪力墙作为一种新型的结构形式,由于其兼具平面易于布置和受力性能明显优于普通短肢剪力墙的特点,在高层住宅中的应用方面有广阔的前景。但目前国内对型钢混凝土T形截面短肢剪力墙受力性能的研究还较少,理论研究滞后于工程实践,因此对其受力性能研究具有重要的理论意义和工程应用价值。本文利用ANSYS软件对型钢混凝土T形截面短肢剪力墙采用实体建模的方法进行有限元数值模拟分析。考虑了混凝土强度等级、剪力墙墙肢截面高厚比和轴压比对构件受力性能的影响。建立了13个有限元模型试件,深入分析了结构在单调水平荷载作用下的延性、承载力、型钢和混凝土的协同作用以及循环荷载作用下的滞回性能、骨架曲线、刚度退化曲线,分析了各种荷载作用下墙体的塑性等效应力和应变、型钢和混凝土的应力分布情况。研究结果表明:在单调水平荷载作用下,翼缘受压时的承载力大于翼缘受拉时的承载力,翼缘受压时的延性小于翼缘受拉时的延性;宜对距构件底部为1/2墙高范围内的腹板剪力墙内的型钢加强构造设计,应采取措施减轻腹板剪力墙和翼缘剪力墙相交处混凝土的应力集中现象的不利影响;应在距剪力墙底部约1/3高度范围内的型钢的翼缘和腹板上加焊栓钉以防止混凝土和型钢接触面之间发生滑移;混凝土强度等级和墙肢截面高厚比对型钢混凝土T形截面短肢剪力墙的受力性能有显著影响,研究结果表明设计时混凝土强度等级不宜过高或过低,墙肢截面高厚比不应过高或过低,且不宜超过6.0;轴压比对构件承载力的影响次于墙肢截面高厚比和混凝土强度等级对构件的影响,轴压比的改变,对结构承载力的影响不明显,对构件的延性影响较大,建议在结构抗震设计中,轴压比宜取0.2~0.5。本文深入地分析了型钢混凝土短肢剪力墙在单调荷载和循环荷载作用下的受力性能,得出的结论对型钢混凝土T形截面短肢剪力墙的理论研究和工程应用具有一定的参考价值,为进一步研究打下了良好的基础。
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