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对于剪力墙而言,其极限承载力无疑是非常重要的指标,在水平荷载作用下墙体极限承载能力是结构的重要性能之一,也是设计的重要依据之一。目前,欧洲规范给出了木质剪力墙的设计方法,并由此引发了一系列的讨论,欧洲规范EN594由于给出的承载力值非常保守而一直饱受争议。而且每个国家将剪力墙连接至底板都采用了不同的方式,这也是规范应该考虑的实际因素。同时目前的分析和研究大多是基于不开洞,有Holdown的情况,而在实际情况中,开洞和没有Holdown的情况非常多见,这也是本文主要研究的方向。
1.介绍了轻型木剪力墙目前的现状,轻型木剪力墙的主要构造形式、在国内外的发展以及对于轻型木剪力墙已经展开的一些研究。
2.讨论了轻型木剪力墙的理论分析。首先介绍了Ni-Ka推导出的公式,接着介绍了现在比较流行的塑性分析方法以及Kallsner改进的公式。最后介绍了目前自己在这方面所做的一些研究和工作,并且和一些数据进行了比较。可以看到,不同的位移模式的假定对于模拟的精度有着很大的影响,本文提出了一种新的位移模式,在n=1.7时,与试验值比较吻合。
3.在前人的基础上,用有限元分析软件ABAQUS建立了轻型木剪力墙的有限元模型,与试验的数据结果进行了对比,得到了良好的结果。在此基础上,研究了56种不同构造、不同开洞形式、不同工况的剪力墙在侧向力作用下的力学性能。Type1系列(大小板系列),随着第二第三块墙面板对第一块墙面板的约束增大,承载力随之提高,但增长并不成比例,当第二第三块墙面板的约束增大到一定的程度时,极限承载力不会再提高,其值由第一块墙面板的破坏而决定。墙面板的尺寸对于Type2系列轻型木剪力墙的极限承载力影响更大,洞口的大小则对其延性和峰值位移的影响更大。对于Type3系列而言,在相邻墙面板尺寸较大情况下,相邻墙面板对于整块轻型木剪力墙的刚度起了决定性作用。此时,洞口的大小对其延性的影响是微乎其微的。可以认为,对于Type3系列而言,墙面板的尺寸和刚度对整块轻型木剪力墙的刚度和承载力起着决定性作用。对于Type4系列而言,增加中间墙面板的板宽对于整块轻型木剪力墙的极限承载力影响非常有限,几乎可以忽略不计;增加中间墙面板的板宽对于整块轻型木剪力墙的刚度和延性几乎没有什么影响。