短肢剪力墻是介于異形框架柱和一般剪力墻之間的一種建筑結(jié)構(gòu)體系,這種結(jié)構(gòu)形式能使建筑取得良好的功能效果。已有的實(shí)踐證明,在高層住宅中推廣短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系,具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。因此,近年來,短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系在建筑工程中得到廣泛應(yīng)用。
短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系盡管已大量應(yīng)用于工程實(shí)踐,但理論研究方面尚處在探索、完善階段。本文在他人試驗(yàn)研究的前提下對單調(diào)荷載下短肢剪力結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行了非線性分析,從理論上揭示其受力特征及變形、內(nèi)力分布規(guī)律。論文工作包括:
1.根據(jù)高層住宅體系的發(fā)展,分析了具有代表性的框架結(jié)構(gòu)、普通剪力墻結(jié)構(gòu)和框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。介紹了短肢剪力墻的特點(diǎn)、應(yīng)用及研究現(xiàn)狀。對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)非線性有限元分析的理論進(jìn)展進(jìn)行了綜述,并作為本文非線性分析的依據(jù)。
2.采用ANSYS有限元分析軟件建立了短肢剪力墻有限元分析模型。鋼筋混凝土采用ANSYS中的SOLIDE65混凝土帶筋單元,分析中對混凝土本構(gòu)關(guān)系采用多線性等向強(qiáng)化模型(MISO),對鋼筋采用雙線性等向強(qiáng)化(BISO)來模擬鋼筋的本構(gòu)關(guān)系.
3.在既有試驗(yàn)成果的基礎(chǔ)上,對6個(gè)試件進(jìn)行單調(diào)荷載作用下的非線性分析,得出試件的屈服荷載、極限荷載、屈服位移、極限位移、骨架曲線以及屈服荷載下的等效應(yīng)力云圖,通過與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比,檢驗(yàn)程序的合理性。結(jié)果表明,數(shù)值結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果符合較好。
4.利用己校驗(yàn)過的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的有限元模型,針對常用的兩種不同的軸壓比、配筋率設(shè)計(jì)的兩組短肢剪力墻結(jié)構(gòu)有限元模型,分析了軸壓比不同、配筋率不同對于短肢剪力墻的屈服荷載、極限荷載與屈服位移、極限位移的影響,并且綜合考慮了配筋率和軸壓比在什么范圍內(nèi)短肢剪力墻的受力性能趨于合理。