T形截面型钢混凝土短肢剪力墙非工程轴方向受力性能的试验研究

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由于地震震动的随机性,短肢剪力墙结构通常处在非工程轴受力等的复杂受力状态之中。同时由于平面外受力研究的复杂性,目前国内外对于短肢剪力墙平面外受力研究的文献报道很少。本文开展对T形截面型钢短肢剪力墙沿工程轴及非工程轴的受力性能的对比试验研究,探索了型钢短肢剪力墙非工程轴受力时的破坏机制及其抗震性能。开展的主要工作包括:设计制作了五个“T”字形型钢混凝土短肢剪力墙试件,其中一个为平面内受力(沿腹板方向加载,与对称轴呈0度夹角),另外四个沿非工程轴方向受力(荷载方向与截面对称轴成45度夹角)。通过对试件施加低周反复荷载的拟静力试验,实测试件的荷载-位移关系的滞回曲线,计算了试件的位移延性系数、等效粘滞阻尼系数、承载力降低系数等指标,分析反映试件抗震性能的强度、刚度、延性及耗能等指标的变化规律,研究轴压比、剪跨比、加载角度、配筋形式等因素对型钢混凝土短肢剪力墙的破坏形态、承载力和抗震性能的影响规律。试验研究表明:(1)T形截面型钢混凝土短肢剪力墙正负向承载力、正负向刚度、正负向延性均存在不对称现象,正负向承载能力退化规律、刚度退化规律也不同。(2)沿非工程轴方向加载时,高剪跨比试件拥有良好的耗能能力,翼缘与腹板交接处暗柱采用合理的配筋形式,可以增强试件的耗能能力。(3)影响试件破坏形态的主要因素是剪跨比,当剪跨比适中时,试件腹板容易发生剪弯破坏,当剪跨比较大时,试件腹板容易发生弯剪破坏,弯曲变形所占比重增大;沿非工程轴方向加载时,剪跨比适中时,试件翼缘均以弯剪破坏为主。(4)结合规范建立了T形截面型钢混凝土短肢剪力墙正截面承载力和斜截面承载力的计算公式,其承载力计算结果与试验实测值基本吻合。(5)在非工程轴受力的情况下,翼缘与腹板交接处的边缘构件的配钢对试件的性能起到关键性的影响,其作用是翼缘两端的配钢所无法弥补的。建议在工程实际设计中应加强该部位的配钢,并适当提高暗柱的配箍率,本文的体积配箍率取3.77%时效果良好,建议实际工程中体积配箍率不低于4%。(6)宜考虑与有翼缘端的强度平衡的原则,合理设计无翼缘端的腹板暗柱的强度。
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