混合配筋剪力墙的受力性能分析

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剪力墙作为抵抗地震的重要防线,在抗震领域中发挥着非常重要的作用,由于建筑构造的复杂性以及地震影响的不确定性,导致震后剪力墙的破坏十分严重,受力构件提前退化,承载能力降低甚至发生倒塌。然而受力构件往往是无法更换的,因此提升结构的延性和后期的刚度以及减小残余变形就显得尤为重要。纤维增强复合材料因其强度高、耐久性好、便于施工的特性,具有较好的应用前景。本文研究了一种混合配筋剪力墙结构,在剪力墙两端暗柱内部增FRP筋,提升剪力墙的刚度和延性,减小残余变形。同时考虑改变剪力墙的高宽比来探究对受力性能的影响。得到的主要结论如下:(1)本文衔接课题组前期完成的成果,对剪力墙SW-2和FRPSW-2进行拟静力试验,与先前完成的剪力墙SW-1和FRPSW-1的受力性能进行比较,得出改变配筋形式以及高宽比等因素对混合配筋剪力墙受力性能产生的影响。(2)从试验结果可以看出,在相同高宽比的条件下,混合配筋剪力墙的承载力有小幅提升。当试验达到峰值荷载后,混合配筋剪力墙在该阶段的承载力缓慢降低。在配筋形式相同的条件下,高宽比较低的混合配筋剪力墙承载力和刚度更大。(3)通过试验所得结果来评估4片剪力墙的耗能能力,通过试验数据可得,混合配筋剪力墙FRPSW-1具有良好的耗能能力,加入FRP筋和提升高宽比能够适当提高剪力墙的能量耗散水平。(4)在配筋形式相同的情况下,高剪力墙的延性系数更大。在高宽比相同的情况下,混合配筋剪力墙的延性系数更大,说明FRP筋的加入增强了剪力墙的延性,提升了后期刚度,减少了残余变形,能够有效抵御余震产生的影响。(5)采用ABAQUS软件对剪力墙试验进行建模模拟,从得出的骨架曲线、筋材和混凝土所受应力、混凝土损伤等方面进行深入分析,再将得出的结果与试验现象和数据进行对比,发现两者相互接近,趋势基本一致,此结果能够证明本次模拟有效。为了探究更多因素对剪力墙力学性能的影响,分别对FRP筋的分布位置、FRP筋的直径、FRP筋的种类、和轴压比四个方面进行了分析。(6)使用有限元软件ABAQUS对4片剪力墙加载不同工况的地震波,并且进行了结构动力分析,结果表明,混合配筋剪力墙的后期刚度更大,配置在墙体中的FRP筋能够有效减小剪力墙的顶点位移,抵抗地震破坏能力更强。
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