低剪力墙抗剪承载力的非线性有限元分析

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影响剪力墙抗剪承载力的因素有很多,如剪跨比、配筋率、混凝土强度、荷载、边框约束情况等。明确低剪力墙的受力破坏机理是探讨其极限承载力的关键。试验和理论分析表明低剪力墙一般发生剪切破坏,在墙体混凝土开裂前,腹板混凝土承担大部分剪力,存在着斜拉主应力;在墙体开裂后,腹板混凝土退出工作,腹板中的钢筋承担大部分剪力。对于带边框的剪力墙,边框与腹板混凝土共同工作,随着水平荷载进一步增大,边框约束了腹板混凝土的开裂,产生明显的“套箍效应”,提高了构件的延性和抗剪承载力。试验结果表明剪力墙的开裂一般是在腹板混凝土中产生,而后在边框柱端产生破坏,此时低剪力墙达到极限承载力。但目前国内外对低剪力墙的腹板和约束腹板变形的边框两者共同工作的受力机理尚未研究透彻,很有必要进一步研究带边框的低剪力墙抗剪承载力的影响因素。本文以有限单元方法为基础;以混凝土、钢筋、型钢的本构关系等为理论依据;采用非线性分析方法;运用FORTRAN语言编写剪力墙结构承载力分析程序。通过建立承载力因子影响模型,着重分析了腹板相对厚度、腹板配筋率、边框中型钢含量和轴压比对低剪力墙承载能力的影响规律,并与规范规定计算公式的计算结果进行比对分析。同时,本文还综合了目前已有的研究成果,着重分析了带边框的低剪力墙在极限承载力状态下边框和腹板各自的内力分布情况。对低剪力墙的抗剪承载力的计算方法做出了进一步地探讨。并且,将多组计算结果与有限元分析结果进行了对比分析。本课题的研究对工程实践方面具有一定的参考价值。
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