暗支撑倾角变化时十字型短肢剪力墙非线性分析.pdf

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1、四川建筑科学研究第39卷第1期SichuanBuildingScience2013年2月暗支撑倾角变化时十字型短肢剪力墙非线性分析张强，高璇，陶澄澄，梁尤海(1．上海师范大学建筑工程学院，上海201418；2．中国农业大学理学院，北京100083)摘要：以带暗支撑的十字型钢筋混凝土短肢剪力墙结构非线性分析为研究背景，进行构件程序试验，研究了构件尺寸相同的情况下暗支撑倾角不同的十字型短肢剪力墙的承载力、变形能力、刚度、延性、耗能等的变化情况，揭示该型短肢剪力墙结构的真实力学行为，得出暗支撑在短肢剪力墙内布置的角度为6O度-70度时对结构最为有利，为

2、实际工程的截面设计提供有意义的依据。关键词：十字型短肢剪力墙；非线性分析；承载力；变形能力；暗支撑；倾角中图分类号：TU312文献标志码：B文章编号：1008—1933【2013)O1—020—03及弹塑性性能的影响。结果表明，暗支撑的倾角在0前言45度一75度之间的剪力墙抗震性能较好。短肢剪力墙结构的结构体系布置灵活，容易本文以带暗支撑的十字型钢筋混凝土短肢剪力满足高层建筑的各项功能，地震作用小，不仅能使建墙结构非线性分析为研究背景，在墙肢底端布置x筑取得较好的经济效益，而且有利于实现节能指标，型暗支撑(暗支撑低端固定在墙肢底端，顶端位置近年已

3、经成为学术界中的一项热门课题。所谓的钢随暗支撑倾角的改变而改变)，改变暗支撑在相同筋混凝土暗支撑，就是在普通剪力墙配筋基础上，加尺寸构件中的倾角进行构件程序试验，得出在只改配斜支撑，使其与混凝土形成作用持久的斜向钢筋变短肢剪力墙暗支撑倾角时对构件的破坏形态和极混凝土核芯束。限荷载的影响，同时获得结构的延性指标，揭示该型曹万林等已完成的大量抗震试验研究和理论研短肢剪力墙结构的真实力学行为。究工作-3引表明，这种暗支撑在剪力墙中有销栓作1模型设计用，它限制了斜裂缝的开展，剪力墙板上出现的裂缝细而多且分布域广，从而提高了剪力墙的延性和耗试验采用分离式模

4、型，混凝土采用SOLID65单能能力，同时暗支撑的存在也提高了剪力墙的承载元，钢筋采用link8单元建立8组十字型短肢剪力墙力，使剪力墙具有良好的抗震性能。的有限元模型，试件比例为1：1。墙肢截面厚度为黄选明等¨叫通过1／2缩尺的墙肢截面高厚比200mm，长翼缘宽度为1160mm，短翼缘宽度为分别为5．O、6．5、8．0(暗支撑倾角分别为70度、65520mm，墙高3．2m。纵筋和暗支撑钢筋均采用度、6O度)的3个L形截面带暗支撑短肢剪力墙和3qb18，拉结筋采用6，轴压比采用0．3。5组试件中个L形截面普通短肢剪力墙模型抗震性能试验的暗支撑在短

5、肢剪力墙中的角度分别为：15度、3O度、对比研究表明，带暗支撑L形截面短肢剪力墙比普45度、6O度、70度。通L形截面短肢剪力墙的抗震性能有明显的提高，在试验模型中，为避免混凝土在加载时由于应暗支撑的倾角在6O度一7O度为宜，暗支撑配筋比力集中而发生压碎破坏，在试件上方设置了与试件在0．1～0．3较优。平面尺寸相同的刚性梁，把竖向荷载和水平荷载均曹万林等纠通过试验对三组暗支撑倾角分别施加在刚性梁上，由刚性梁把力传给试件，并认为刚为45度、6O度和70度的短肢剪力墙进行研究，探性梁和试件在x-,y和这3个方向上位移协调，无讨了暗支撑倾角对带暗支撑剪

6、力墙的承载力、刚度相对滑移(图1)。试验中钢筋采用HPB235(Q235)，强度设计值为210N／mm，弹性模量为200kN／mm。钢筋模型收稿日期：2011-08-05作者简介：张强(1975一)，男，江西宁都人，博士，副教授，研究方采用反复加载下钢筋的骨架曲线采用二线型模型，向为混凝土结构非线性分析。超过弹性极限后钢筋的等效弹性模量取E=基金项目：上海师范大学科研基金项目(SK201133)E—mail：zhangq1996@163．corn0．01EE混凝土采用C30，本构模型骨架曲线采用。张强，等：暗支撑倾角变化时十字型短肢剪力墙非线性分

7、析21当暗支撑的角度增加时，暗支撑覆盖的面积也在增加，故混凝土核芯束的体积增加，抵消更多的侧拉应力，从而使得试件的极限荷载和屈服荷载提高。2．2刚度和变形能力分析2．2．1刚度分析由于试件的滞回曲线在开裂点之前基本保持直线，可以认为试件的刚度退化是从开裂点开始的，即假设开裂点之前的刚度基本保持不变，由峰值荷载除以对应的位移，可以得到试件的等效刚度，其与开裂刚度之比即为刚度退化系数。由试验结果得出，不同的暗支撑角度的试件的刚度退化系数基本相同，说明暗支撑的角度对于构图1计算模型设计示意件的刚度退化系数影响不大。2．2．2变形能力分析Kent和Par

8、k1973年提出，后经Scott等人改进的模荷载一位移代表结构宏观非线性综合性能，因此式。在结构分析中是必不可少的。在模拟试验时，剪力墙