混凝土T形短肢剪力墙基本性能计算机仿真分析

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随着我国现代化建设的高速发展,经济效益好的大量新型结构形式不断出现,但由于研究资金的不足,导致了很多机构无法在生产实际中运用。为使有限的研究资金发挥出无限的作用,新的试验方法—计算机模拟试验可以解决了这个问题。而且计算机模拟试验可以通过进行1:1的模型试验,能够避免出现进行小比例试验所产生的“失真”现象;它还可以反复多次进行同一个试验,能够更加全面观察模型上所有点的受力情况,能够更加准确测量出模型的变形和应力。短肢剪力墙结构体系作为一种新型的高层结构体系,其既具有框架和剪力墙结构的双重结构性能特点,又有区别于框架和剪力墙的许多新特点。目前,国内外对该结构体系的理论及试验研究仍主要以结构整体性能分析为主,在构件水平上所作的研究工作较少。由于目前的研究不充分,工程设计上还没有一套完整的设计理论和方法来指导。因此,系统地研究短肢剪力墙结构的力学性能、破坏形态已成为工程设计中迫切需要解决的课题。本文根据有限元理论和计算机仿真原理的基本思路,利用有限元分析软件ANSYS,对加暗柱T形短肢剪力墙试件的承载能力、变形能力及延性等基本性能进行推覆模拟试验。首先在前人研究基础上选用合适的混凝土类型、截面配筋率、轴压比以及高厚比,采用ANSYS中的24个自由度的空间八结点块体单元SOLID65建立了T形短肢剪力墙空间有限元分析模型,钢筋弥散于混凝土中的整体式模型,运用空间非线性有限元方法进行计算机仿真分析和计算。通过改变试件暗柱配筋率T形短肢剪力墙试件进行了拟静力试验,根据试验结果分析了暗柱配筋率对试件的开裂承载能力、极限承载能力、变形能力及延性性能的影响,以及产生此影响的原因。为了进一步了解短肢剪力墙在实际地震波作用下的性能,论文对加暗柱的T形短肢剪力墙试件进行了在地震波作用下拟动力试验。利用拟静力试验建立的有限元分析模型,分别改变试件暗柱配筋率、截面配筋率、墙肢截面高厚比和混凝土强度并输入地震波进行了四组试验,绘出了短肢剪力墙顶点位移时程曲线和顶点极限位移变化曲线,揭示了短肢剪力墙在地震力作用下的基本性能。并且研究了在动荷载作用下暗柱配筋率、截面配筋率、混凝土强度和墙肢截面高厚比等因素对短肢剪力墙抗震性能的影响。通过以上的拟静力和拟动力试验,根据对试验结果的分析,为短肢剪力墙的结构设计提出了合理化建议。
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