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短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙,它介乎于异形框架柱和普通剪力墙之间。短肢剪力墙结构尽管已大量应用于工程实践,但理论研究方面尚处在探索、完善阶段;国内外也少有关于短肢剪力墙结构低周反复试验的报导。短肢剪力墙结构的配筋形式、破坏形态以及抗震性能等有待进一步研究。本文在试验研究的基础上,利用ANSYS程序对不同配筋形式下的短肢剪力墙进行非线性分析,主要包括以下几个方面的工作:
1.引入短肢剪力墙的定义;根据高层住宅体系的发展和短肢剪力墙的特点,阐述了短肢剪力墙结构体系是20~30层高层住宅合理的结构型式。
2.完成了6个短肢剪力墙试件和1个普通剪力墙试件的低周反复试验。短肢剪力墙分为3组,每组2个,肢高厚比分别为5,6.5和8;同组试件中配筋率一致,只是配筋形式不同;普通剪力墙1个,肢高厚比为9。介绍试验装置,加载制度,量测方案等内容。
3.详尽列出了全部试件的破坏形态,绘出全部试件的滞回曲线、骨架曲线,确定了试件的特征荷载,包括开裂荷载、屈服荷载、最大荷载以及延性系数、耗能系数等。对试件做对比分析,得出:短肢剪力墙结构配筋率一致时,设置暗柱的构件,其延性系数、耗能系数等主要抗震性能指标均有较大幅度的提高。
4.在试验的基础上对7个试件进行了有限元计算并和试验结果对比。对7个试件进行反复荷载作用下的非线性分析,绘制出试件有限元分析的滞回曲线和骨架曲线,以此来检验程序的合理性。结果表明,数值计算结果与试验结果符合较好。
本文是针对不同配筋形式的短肢剪力墙进行抗震性能试验研究和理论分析,其研究成果为短肢剪力墙的应用提供了一个安全经济的途径,对实际工程设计具有重要的意义。