壁式框架空心墙的抗剪性能非线性有限元分析

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近些年来,随着我国城镇化建设的不断发展,多高层建筑越来越多,在这类建筑中应用较普遍的是剪力墙结构,然而在历次地震中发现,普通剪力墙结构虽然能够抵抗地震作用,但是容易发生脆性破坏,在窗间墙以及内墙部位出现较多的剪切裂缝,影响结构的安全和使用。为此,提出了一种可用于多高层住宅中的壁式框架空心墙结构,这种结构体系具有良好的耗能性能,在地震作用下能够形成梁铰机构,避免发生较大的剪切裂缝和脆性破坏的情况,保障了人们的生命财产安全。并且壁式框架空心墙结构体系具有较大的开洞,避免了柱子外凸的情况,能够满足人们对建筑空间的要求。随着河北省《壁式框架剪力墙结构技术规程》的颁布与实施,壁式框架墙结构的应用得到了进一步的推广,但是规程还不够完善,壁式框架空心墙的组合抗震抗剪性能并没有纳入规程,主要原因就在于这方面的试验研究及理论分析还比较欠缺。本文对壁式框架空心墙的研究不仅出于工程设计的需要,也是对规程的进一步修订提供理论基础,因此本文的研究对结构的创新有着重要的理论意义和应用价值。本文的主要研究对象是壁式框架空心剪力墙结构,并取其中的一跨研究其抗震抗剪性能,重点考虑了壁柱的截面宽厚比、配筋率、轴压比及空心墙板的孔洞率等影响因素。本文进行的工作主要有以下方面:(1)简要介绍了壁式框架空心墙的发展历程与研究现状,并介绍了混凝土结构的剪切机理。采用非线性有限元方法分析了壁式框架空心墙的抗剪承载力,利用得出的数据与各国规范进行对比分析,证明了有限元模拟的真实可靠性。(2)针对此结构的不同影响因素设计不同的截面形式,并对13个模型进行加载分析,研究了各因素对结构的不同影响,为壁式框架空心墙结构的进一步研究奠定了一定的基础。(3)根据本文的研究成果,为壁式框架空心墙结构的抗剪设计提出了具有一定使用价值的建议。
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