带翼缘短肢剪力墙与异形柱的有限元分析

摘要

在新的世纪里，我国国民经济持续快速增长，城市化进程不断发展，城镇人口急剧增加。为了满足人民群众日益增长的居住和工作的需求，在有限的城市土地资源，建造各种经济适用的高层建筑是必然趋势。由于混凝土异形柱框架和短肢剪力墙这两种结构体系具有既可节约能源、减轻建筑物自重、又可增加使用面积、适应功能变化需求的优点。这两种结构体系广泛地应用于我国多层、小高层住宅中。本文利用工程分析软件MIDASGEN分别对短肢剪力墙结构模型和异形柱框架结构模型两结构模型进行了分析对比。利用大型通用有限元分析软件ANSYS对异形柱墙肢和短肢剪力墙墙肢构件进行了开裂模拟分析。主要内容有：
　　 一、应用MIDAS软件对两模型平面布置尺寸、层高、层数完全相同的钢筋混凝土短肢剪力墙结构和异形柱框架结构两个模型进行整体分析，认为短肢剪力墙结构比异形柱框架结构的抗震性能更好。
　　 二、通过运用ANSYS有限元软件对不同高厚比的墙肢模型进行分析，可以看出随着高厚比从4变化到6，墙肢的开裂荷载、屈服荷载以及极限荷载均随着高厚比的增大而增大。而极限位移在高厚比为5.5附近出现极大值。
　　 墙肢高厚比是影响模型延性的重要因素。
　　 三、选取异形柱墙肢SW4和短肢剪力墙墙肢SW6，分别改变其墙肢的翼缘宽度、墙肢的轴压比、连梁的跨高比、连梁的配筋率、混凝土强度等级等进行对比分析。①合理的跨高比对结构的安全性和经济性都是重要的。异形柱墙肢SW4在跨高比2.8时综合能力比较好，短肢剪力墙墙肢SW6在跨高比为1.33时综台能力更好。②随着构件连梁配筋率的不断增大，开裂荷载基本保持不变，而屈服荷载，极限荷载随着连梁配筋率的增大而不断增大。③随着墙肢的连梁配筋率增加时，墙肢构件的延性减小。④提高混凝土强度等级，能够提高短肢剪力墙的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载。随着构件的混凝土强度等级的提高，试件的位移曲线上出现一个峰值。试件的变形能力在一定范围内有所增加，但随后大幅度下降。⑤随着翼缘宽度的增加可以同时增加墙体的延性和承载能力。墙肢开裂后的刚度也随着墙肢翼缘宽度的增加而增加。使用带翼缘的墙肢，可以大大改善墙体的弹塑性性能，增加其在地震作用下的耗能能力。⑥轴压比为0.3左右的异形柱试件和轴压比为0.5的短肢剪力墙综合性能较好。在轴压比一定的范围内，可以通过增加轴压比，同时达到提高试件开荷载、极限荷载和最大位移的值，但轴压比应有一定的限制。

目录

第一章 绪论

第二章 有限元理论及反应谱理论

第三章 短肢剪力墙结构与异形柱结构整体模型分析对比

第四章 不同墙肢高厚比对墙体的影响

第五章 不同轴压比对短肢剪力墙和异形柱结构墙体结构的影响

第六章 混凝土强度等级的不同对短肢剪力墙和异形柱结构墙体结构的影响

第七章 不同翼缘宽度对短肢剪力墙和异形柱墙肢的影响

第八章 不同连粱跨高比对短肢剪力墙和异形柱墙肢的影响

第九章 不同连粱配筋率对短肢剪力墙和异形柱墙肢的影响

第十章 结论及展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文

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