新型双钢板混凝土联肢组合剪力墙抗震性能分析

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双钢板混凝土组合剪力墙由外包钢板和内填混凝土构成,是一种强度高、抗压能力好、延性及耗能能力优良的抗侧力体系。在两片组合剪力墙之间设置钢连梁,以形成联肢组合剪力墙,可以满足建筑门窗开洞的需求,结构布置也更加灵活。钢连梁直接与剪力墙外包钢板焊接,不仅节点容易破坏,而且钢连梁的截面尺寸也受到限制。本文提出一种新型双钢板混凝土联肢组合剪力墙(以下简称新型联肢组合墙),在两个墙肢内侧布置H型钢柱,不仅可以保证钢连梁与墙肢的可靠连接,也可实现连梁的拆卸与替换。首先对新型联肢组合墙进行受力分析,以此为基础推导其极限承载力理论计算公式,通过与试验结果和精细化有限元模型分析结果进行对比,验证了理论计算公式的准确性。利用ABAQUS软件建立了13个新型一字形联肢组合墙和9个新型T形联肢组合墙的精细化有限元模型,并进行单调推覆分析和往复加载分析。以强度、刚度、变形和耗能能力等为主要性能指标,研究了连梁变形特征、耦连比、轴压比等参数对双钢板混凝土联肢组合墙抗震性能和破坏机制的影响。分析结果表明,设计合理的新型联肢组合墙具有多道抗震防线和合理的屈服机制:首先是连梁屈服,然后是墙肢屈服,最后是墙肢底部形成塑性铰。新型联肢组合墙的强度和初始刚度会随着耦连比的增大而提高,但过大的耦连比会导致连梁和墙肢同时屈服,而不合理的屈服机制会使新型联肢组合墙的耗能能力下降。轴压比越大,新型联肢组合墙的承载力和刚度退化越明显,延性和耗能能力下降。在合理范围内提高耦连比可以改善有轴压的新型联肢组合墙的承载力、延性和耗能能力。T形联肢组合墙在带轴压工作时的延性优于一字形联肢组合墙的。
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