外框—密肋复合剪力墙结构抗震性能的研究

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在目前地震多发的自然环境及带来严重的危害情况下,建筑物的抗震性能倍受人们的关注。本文根据普通框架结构在大震作用下的震害现象及现阶段抗震性能的发展趋势,并结合密肋复合墙体结构的相关研究成果,提出一类新型的多重抗侧力结构受力体系——外框-密肋复合剪力墙结构,它是由隐形外框架和肋梁、肋柱、剪力墙、内部填充砌块组成的内框格墙板所组成,在不大幅增加土建造价的前提下有效地提高了框架结构整体抗震性能和抵御强震的能力,在我国中高地震烈度区具有广阔的应用前景和发展空间。因此,对外框-密肋复合剪力墙结构新体系抗震性能和设计计算方法的研究有着十分重要的意义与工程应用价值。本文主要以外框-密肋复合剪力墙结构为主要研究对象,采用数值模拟与理论分析相结合的方法,对外框-密肋复合剪力墙结构的抗震性能、极限抗剪承载力计算公式及抗剪承载力影响因素进行了较为详些的研究。本文完成的主要研究工作如下:(1)采用ABAQUS、ANSYS有限元软件数值模拟文献中[27]试验模型:KW-1空框格框架、KW-2密肋复合墙体,与试验结果对比,验证ABAQUS有限元软件能否较好的模拟普通密肋复合墙体(含有钢筋、混凝土、填充砌块三种力学性能相差悬殊的材料)在单调加载下的非线性分析;(2)通过ABAQUS有限元软件数值模拟分析外框‐密肋复合剪力墙体(KW-3),并将其与试验模型KW-2普通密肋复合墙体进行比较,比较分析它们的抗剪承载力、刚度位移角曲线、初始刚度、开裂荷载、极限荷载、延性、裂缝发展及其混凝土和钢筋的应力;(3)研究外框‐密肋复合剪力墙体构造形式的改变(即肋梁、肋柱数量和内框格大小)对抗剪承载力、刚度及延性的影响;(4)建立外框-密肋复合剪力墙体斜截面极限抗剪承载力计算公式,并对墙体斜截面抗剪承载力的主要影响因素进行了探讨,主要包括:剪跨比、轴压比、填充砌块和混凝土强度、肋梁纵筋、肋柱纵筋、剪力墙纵横向钢筋、肋梁肋柱剪力墙截面尺寸、外框架柱等。并对ABAQUS有限元软件分析结果与公式计算结果进行比较验证公式的合理性。(5)探讨外框-密肋复合剪力墙结构在工程的应用,通过ABAQUS有限元软件数值模拟算例分析:比较框架-密肋复合剪力墙结构体系与纯框架结构、框架-密肋复合墙结构的抗剪承载力、刚度、延性及其混凝土钢筋的应力。
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