小剪跨比免拆墙模复合剪力墙抗震性能试验及模拟分析

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近年来,全球范围内频发地震,这对建筑结构的抗震性能提出更高的要求。剪力墙作为多、高层建筑结构中最常用的抗侧力核心构件,其抗震性能的优劣直接影响着建筑结构的整体性,研制抗震性能优良的剪力墙以提高建筑的抗震性一直是工程界十分关注和急需解决的问题。本文所研究的对象即为一种基于抗震结构控制思想而研发的剪力墙结构——玻化微珠免拆墙模复合剪力墙体系,该体系采用玻化微珠保温砌块作为永久性模板,实现保温承重一体化。从结构体系而言,本结构体系可改变剪力墙破坏形式,使其实现延性破坏,从而改善结构的抗震性能。因此,本体系克服了传统剪力墙施工速度慢、刚度大、自重大、保温性能和变形能力差的缺陷,不仅能提高住宅的安全性、耐久性和舒适性,而且还具有显著的经济效益。本文通过复合剪力墙低周反复荷载试验研究和ABAQUS有限元分析相结合的方法,对复合剪力墙的抗震性能进行了较系统的研究。主要工作包括:1、以小剪跨比复合剪力墙为研究对象,进行了低周反复荷载试验研究,通过试验分析了小剪跨比剪力墙的承载力、延性、刚度及其衰减过程、滞回特性、耗能能力及破坏特征,并与普通混凝土剪力墙的抗震性能进行了对比分析。2、在试验研究的基础上,采用ABAQUS有限元分析程序建立了玻化微珠免拆墙模复合剪力墙及普通剪力墙弹塑性有限元分析模型,对试件进行非线性有限元分析,并对试验结果和有限元分析结果进行对比分析,分析结果与试验结果符合较好,为后续拓展分析提供依据。试验研究表明:玻化微珠免拆墙模复合剪力墙与普通剪力墙相比,其极限承载力降低约2.47%,初始刚度明显降低,约为普通剪力墙的71%,但屈服至极限破坏的刚度衰减系数βu,提高58.1%,后期刚度稳定;在耗能能力方面,复合剪力墙滞回环相对饱满,显示其有较好的耗能能力,约为普通剪力墙的1.64倍,其延性系数比普通剪力墙提高了43.6%,抗震性能明显提高;从破坏形态而言,普通剪力墙属于剪切脆性破坏,复合剪力墙属于弯剪破坏,且在达到极限承载力之后并未立即破坏而是发生延时破坏。采用有限元分析软件ABAQUS分析所得的荷载-位移曲线、骨架曲线与低周反复荷载试验所得的曲线基本相符合,但极限荷载、极限位移相差较大。
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