十字形钢筋混凝土短肢剪力墙的弹塑性分析

摘要

随着我国经济的迅猛发展，全国各地大兴土木。近几年来，房价不断上涨，土地资源日益珍贵。无论是民用建筑还是商业建筑都倾向小高层或是高层发展。为了顺应时代发展，上世纪九十年代提出了短肢剪力墙结构体系。短肢剪力墙结构是以剪力墙结构为基础，结合异形柱框架的特点。它适用于高层建筑，在南方地区已经得到比较广泛地应用。但是，只有在《高层建筑混凝土结构技术规程》中能查到这种结构的定义，而在规范上，缺乏明确的条文指导如何设计该结构。为了能够使该结构广泛应用于工程实践中，因此，研究短肢剪力墙的各种性能就很有必要。与普通剪力墙相比，短肢剪力墙通常采用“一”字形，“T”形，“L”形，“Z”字形和“十”字形等。由于前人已对“一”字形，“T”形，“L”形截面的短肢剪力墙做了大量的试验研究。
　　 本研究对“十”字形短肢剪力墙结构进行较为有效和可靠的非线性静力分析，为今后的十字形短肢剪力墙的设计提供依据。因此，本课题具有重要的学术意义和工程价值，并在此方面有一定的研究发展空间。按照钢筋和混凝土的本构关系以及所选的纤维墙元计算模型，基于刚度法有限元，运用Fortran语言编写钢筋混凝土十字形短肢剪力墙结构非线性分析程序。为了证明该程序在实际工程中的正确性与可操作性，本文通过试验的方法，对1:2缩尺的钢筋混凝土十字形短肢剪力墙进行了低周反复静力试验，将试验所得到的荷载位移曲线与程序得到的荷载位移曲线进行对比，成功验证了该程序的可靠性。运用此程序用来分析十字形短肢剪力墙在不同轴压比，不同混凝土强度等级，不同纵筋配筋率以及不同高厚比的影响下，该形短肢剪力墙结构的力学性能，即承载能力，刚度以及变形能力这三方面的变化情况。可得如下结论，在设计十字形短肢剪力墙结构时，建议轴压比可以采用0.3，混凝土等级采用C30，配筋率采用3％左右，高厚比采用6.6比较适宜。