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抗震剪力墙小跨高比连梁的理论分析及试验研究

刘清山

  钢筋混凝土联肢剪力墙结构具有良好的抗震性能,不仅是由于它有很强的墙肢,而且还因为它有连梁。连梁是墙肢之间的传力纽带,在地震作用下,连梁可以首先屈服,通过塑性铰耗散地震能量,从而保护建筑物的主要承重部分一墙肢。在实际工程中,一方面由于建筑上的需要,小跨高比连梁时有所见;另一方面,在框架一剪力墙和框架-核心筒结构中,因其中的剪力墙和核心筒承担了大部分水平荷载,故有必要选用跨高比偏小的连梁以保证结构所需要的侧向刚度。小跨高比连梁由于跨高比较小(小于等于2.5),名义剪压比较大,属于两端刚接,反弯点在跨中的反对称弯曲深梁,其受力和变形性能与跨高比较大的细长梁或简支深梁都有很大的差别,因此国内外都十分重视小跨高比连梁的研究。试验研究表明,在抗震联肢墙中对这种连梁若再用常规框架梁的抗震设计方法进行设计已无法避免其过早发生剪切破坏,从而无法满足结构对其抗震性能的要求。纵观国内外对这一课题的研究成果,至今仍未找到一种既方便施工又具有良好抗震性能的连梁配筋方案。在刚完成的我国新一轮结构设计规范的修订中,小跨高比连梁的抗震设计方法是被关注的重点问题之一。《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)为了满足工程设计的需要,对小跨高比连梁在没有充分试验结果的情况下,暂时采用降低最大作用剪力和提高箍筋用量的设计方法,而《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)则把这个问题继续留作空缺。 国内外对跨高比较大的连梁(跨高比大于2.5)研究较多,而对小跨高比连梁的研究则较少。我国关于小跨高比连梁的受剪承载力计算公式,是在跨高比较大的连梁受剪承载力计算公式基础上乘以0.9的折减系数来得到的,缺乏理论依据,因此尚未形成完善的受剪承载力计算方法。软化桁架理论是将应力平衡方程、应变协调方程和材料本构方程三者结合起来对钢筋混凝土剪、扭构件受力性能进行全过程分析的一种理论。用软化桁架理论来分析小跨高比连梁的受力性能目前国内尚无探讨,本文利用软化桁架理论分析了小跨高比连梁的受剪承载力和受力性能。对比参考文献的试验结果可见,软化桁架理论可以应用于小跨高比连梁的整个加载历史分析,分析结果与试验结果一致。本文通过分析得出,可以根据箍筋和混凝土相对贡献的大小,将小跨高……   
[关键词]:联肢剪力墙;小跨高比连梁;新配筋方案;抗震性能;软化桁架模型;软化拉、压杆模型;非线性有限元;优化设计
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:西安建筑科技大学2006年