不同连梁形式联肢剪力墙的静力弹塑性分析

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1、万方数据第26卷第4期2009年10月深圳大学学报理工版JOURNALOFSHENZHENUNIVERSITYSCIENCEANDENGINEERINGVoL26No．4Oct．2009文章编号：1000—2618(2009)04—0376—06【土木建筑工程】不同连梁形式联肢剪力墙的静力弹塑性分析管民生1广，杜宏彪3，姜晶1，韩大建2(1．广东工业大学土木与交通工程学院，广州510006；2．华南理工大学土木与交通学院，广州510640；3．深圳大学土木工程学院，深圳518060)摘要：建立12层钢筋混凝土联肢剪力墙结构分析模型，用两种不同的侧向载荷分布模式，分别对采用钢筋混凝

2、土连梁和型钢混凝土连梁的联肢剪力墙结构进行静力弹塑性(Pushover)分析．在此基础上，以变形和延性(包括顶点位移、层间位移和结构塑性铰分布)为参数评估其抗震性能．研究发现，在承载力相同时，型钢混凝土连梁比钢筋混凝土连梁的截面尺寸小很多，型钢混凝土连梁的联肢剪力墙抗震性能较好．关键词：高层建筑混凝土结构；联肢剪力墙；钢筋混凝土连梁；型钢混凝土连梁；静力弹塑性分析；抗震性能中图分类号：TU973+．16文献标识码：A在多高层建筑结构体系中，联肢剪力墙是广泛应用的一种抗侧力结构单元．其中连梁是影响剪力墙结构性能的关键，设计或构造不当会造成结构在抵抗水平力时的强度和刚度不符合要求．普

3、通平行配筋的钢筋混凝土连梁(RC连梁)是连肢剪力墙中出现最早的一种连梁形式，其施工方便，造价低廉，被广泛应用．由于剪力墙的连梁跨度小，截面高度大，在地震作用下其弯矩和剪力都相当大，普通平行配筋的RC连梁在设计中常遇到连梁超筋超限的问题，处理比较困难．许多设计者只能按最大配筋率、配箍率把连梁配足，然后将不足的内力向墙肢转移，难以符合“强剪弱弯"的条件而导致剪切破坏．为解决这一问题，不少学者提出用型钢混凝土连梁代替RC连梁．本文结合相关研究成果uJ，对RC连梁和型钢筋混凝土连梁的联肢剪力墙结构进行静力弹塑性分析，并从顶点位移、层问位移和构件塑性铰的形成等方面评估结构抗震性能，对连肢剪

4、力墙的抗震设计提出建议．1结构模型3900mm，梁和剪力墙的截面尺寸如图1(各层相同)，楼板为120mm厚现浇混凝土板，梁截面为250mm×600mm，填充墙墙厚240mm，以4层为标准层，1～4层柱截面为700mm×700mm，5～8层柱截面为650mm×650mm，9～12层柱截面为600mm×600mm．混凝土强度等级皆为C40，所有梁柱截面纵向受力钢筋为HRB335，剪力墙内的纵横向受力钢筋为HRB335，板内钢筋及箍筋为HPB235．假定场地设防烈度为7度，Ⅱ类场地、近震，框架抗震等级3级，剪力墙抗震等级2级，设计地震分组为第1组，场地特征周期为0．35S，采用中国建筑

5、科学研究院编制的PKPM程序对结构进行初步设计，得到梁、柱、楼板和剪力墙等配筋．600060006000600024100模型采用12层框架剪力墙结构，层高均为图1结构平面图F1昏1stru咖ralplan收稿日期：2009—03—16；修回日期：2009—08—30基金项目：广东省教育厅基金资助项目(020076)；广东工业大学青年基金资助项目(082031)作者简介：管民生(1979一)，男(汉族)，湖北省黄冈市人，广东工业大学讲师，华南理工大学博士研究生．E—mail：msguan@gdut．edu．cn万方数据第4期管民生，等：不同连梁形式联肢剪力墙的的静力弹塑性分析37

6、7根据上述条件，以联肢剪力墙作为研究对象．每层每片墙肢尺寸相同，尺寸为宽6000mm，高3900mm，厚为300mm，如图2．图2模型简图Fig．2Modelsketch2模拟框架代替剪力墙方法由于SAP2000怛1没有给壳单元提供塑性铰，因此用模拟框架来代替剪力墙，以考虑剪力墙进入塑性时的性能旧J．框架模型应具有与相应墙体区段相同的抗弯、抗剪及竖向轴向刚度MJ．模型中的两根刚性梁左端与柱相刚接，右端与连杆铰接，再加上斜支撑杆，如图3．模型构件的特征值计算如下：么c与梁刚性U刚性梁图3模拟框架模型Fig．3Framemodel①抗弯刚度．墙体区段的抗弯刚度应与框架模型的抗弯刚度相

7、匹配，后者实际上是柱子的抗弯刚度与柱子及链杆截面积关于模型中心线的抗弯能力之和．假定墙体模型的弹性模量均为E，则Et+2EAc(b／2)2=Etb3／12．(1)②抗剪刚度．墙体区段与框架模型的抗剪刚度应相同．框架模型的抗剪刚度为双弯曲曲率柱子的横向刚度以及斜支撑杆轴向刚度的水平分量之和．12EIc／h3+2EAdCOS20／1=Gbt／h=Ebt／[2(1+肛)无]．(2)其中，t为柱子的惯性矩；G=∥[2(2+肛)]为剪切模量；肛为泊松比．③轴向刚度．墙体区段的轴向刚度应与框