暗支撑倾角变化时十字型短肢剪力墙非线性分析

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当 暗支撑 的角度增 加 时 ， 暗支 撑 覆 盖 的 面积 也 在 增
５ ２ ０ ｍ ｍ， 墙高 ３ ． ２ ｍ 。纵筋 和暗支撑钢筋均采用 ｑ ｂ １ ８ ， 拉 结筋 采 用 ６ ， 轴 压 比采用 ０ ． ３ 。５组 试 件 中
暗支撑 在短肢 剪力墙 中的角度 分别为 ： １ ５度 、 ３ Ｏ度 、 ４ ５度 、 ６ Ｏ度 、 ７ ０度 。 在试 验模 型 中 ， 为避 免 混凝 土 在 加载 时 由于 应 力集 中而发 生压 碎破 坏 ， 在 试 件 上方 设 置 了 与试 件
四川建筑科学研究
Ｓ ｉ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ Ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ
第３ ９卷
第１ 期
２ ０ １ ３年 ２月
暗支撑倾角变化时十字 型短肢剪力墙非线性分析
张 强 ， 高 璇 ， 陶澄澄 ， 梁尤海
（ １ ． 上海师范大学建筑工程学 院 ， 上海 ２ ０ １ ４ １ ８ ； ２ ． 中国农业大学理学院 ， 北京 摘 １ ０ ０ ０ ８ ３ ）
为２ １ ０ Ｎ ／ ｍ ｍ ， 弹性模量为２ ０ ０ ｋ Ｎ ／ ｍ ｍ 。钢筋模型 采用反复加载下钢筋 的骨架 曲线采用二线型模型 ，
作者简介 ： 张 强（ １ ９ ７ ５ 一） ， 男， 江西 宁都人 ， 博士 ， 副 教授 ， 研 究方 向为混凝土结构非线性分 析。 基金项 目： 上海师范大学科研基金项 目（ Ｓ Ｋ ２ ０ １ １ ３ ３ ）
筋混凝土暗支撑 ， 就是在普通剪力墙配筋基础上 ， 加 配斜支撑 ， 使其与混凝 土形成作用持久的斜向钢筋 混凝土核芯束 。 曹万林等已完成的大量抗震试验研究和理论研 究工作 － ３ 引表 明， 这种 暗支撑在剪力墙 中有销栓作
用， 它限制 了斜裂 缝 的开 展 ， 剪 力墙 板上 出现 的裂缝 细而 多且 分布域 广 ， 从 而提 高 了剪 力 墙 的延性 和耗
１ 模 型 设 计
试验 采用 分离式 模 型 ， 混 凝 土采 用 Ｓ Ｏ Ｌ Ｉ Ｄ ６ ５单
能能力 ， 同时暗支撑 的存在也提高了剪力墙的承载 力， 使 剪力 墙具有 良好 的抗震 性能 。 黄选明等¨ 叫 通过 １ ／ ２ 缩尺 的墙肢 截面高厚 比 分别为 ５ ． Ｏ 、 ６ ． ５ 、 ８ ． ０ （ 暗支撑倾角分别为 ７ ０度 、 ６ ５ 度、 ６ Ｏ度） 的３ 个Ｌ 形截面带暗支撑短肢剪力墙和 ３
０ 前ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
言
及弹塑性性能的影 响。结果表明， 暗支撑的倾角在
４ ５度 一７ ５度之 间 的剪 力墙 抗震性 能较好 。 本 文以带 暗支撑 的十字 型钢筋 混凝 土短肢 剪力 墙 结构非 线性 分 析 为研 究 背 景 ， 在 墙 肢底 端 布 置 ｘ 型暗支 撑 （ 暗 支 撑 低 端 固 定在 墙 肢 底 端 ， 顶 端 位 置
要： 以带暗支撑的十字型钢筋混凝土短肢剪力墙结构非线性分析 为研究背景 ， 进行构件程序试 验 ， 研究 了构件
尺寸相同的情况下暗支撑倾角不 同的十字型短肢剪力墙的承载力 、 变形能力、 刚度 、 延性 、 耗能 等的变化情况 ， 揭示 该型短肢剪力墙结构的真实力学行为 ， 得出暗支撑在短肢剪力墙内布置的角度为 ６ Ｏ度 － ７ ０度 时对结构最为有利 ， 为实 际工程 的截面设计提供 有意义 的依据 。 关键词 ： 十字型短肢剪力墙 ； 非线性分 析 ； 承载力 ； 变形能力 ； 暗支撑 ； 倾角 中图分类号 ： Ｔ Ｕ ３ １ ２ 文献标志码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ８—１ ９ ３ ３ 【 ２ ０ １ ３ ） Ｏ １ — ０ ２ ０— ０ ３
个 Ｌ形 截 面普 通 短 肢剪 力 墙 模 型 抗 震 性 能试 验 的
元， 钢筋采用 ｌ ｉ ｎ ｋ ８单元建立 ８ 组十字型短肢剪力墙
的有 限元模 型 ， 试件 比例 为 １ ： １ 。墙 肢 截 面厚 度 为 ２ ０ ０ ｍ ｍ， 长翼缘宽度 为 １ １ ６ ０ ｍ ｍ， 短 翼 缘 宽 度 为
对 比研究表明， 带暗支撑 Ｌ 形截面短肢剪力墙 比普 通Ｌ 形截面短肢剪力墙的抗震性能有 明显 的提高，
暗支撑 的倾角 在 ６ Ｏ度 一 ７ Ｏ度 为宜 ， 暗 支 撑 配 筋 比
在０ ． １ ～ ０ ． ３较优 。
平面尺寸相 同的刚性梁 ， 把竖 向荷载 和水平荷载 均 施加在刚性梁上 ， 由刚性梁把力传给试件 ， 并认为刚 性梁和试件在 ｘ － ， ｙ和 这 ３个方向上位移协调 ， 无 相对滑移（ 图１ ） 。
Ｅ —ｍａ ｉ ｌ ： ｚ ｈ ａ ｎ ｇ ｑ １ ９ ９ ６＠ １ ６ ３ ． ｃ ｏ ｎ ｒ
超过弹 性 极 限后 钢 筋 的等 效 弹 性 模 量 取 Ｅ ＝
０． ０１ Ｅ Ｅ
。
混凝 土采 用 Ｃ ３ ０， 本 构 模型 骨架 曲线采 用
张
强， 等： 暗支撑倾角变化时十字 型短肢剪力墙非线性分析
曹万林等 纠 通过试验对 三组 暗支撑倾角分别
为４ ５ 度、 ６ Ｏ度和 ７ ０度的短肢剪力墙 进行研究 ， 探
讨了暗支撑倾角对带暗支撑剪力墙的承载力 、 刚度
试验 中钢筋采用 Ｈ Ｐ Ｂ ２ ３ ５（ Ｑ ２ ３ ５ ） ， 强度设计值
收稿 日期 ： ２ ０ １ １ － ０ ８ － ０ ５
短肢剪力墙结构 的结构体 系布置灵活， 容易 满足高层建筑的各项功能 ， 地震作用小 ， 不仅能使建
筑 取得 较好 的经济效 益 ， 而且有利 于实 现节 能指标 ， 近年 已经成 为学术 界 中的一项热 门课题 。所 谓 的钢
随暗支撑倾角 的改变而改变 ） ， 改变暗支撑在相 同 尺寸构件中的倾角进行构件程序试验 ， 得 出在只改 变短肢剪力墙暗支撑倾角时对构件的破坏形态和极 限荷载的影响 ， 同时获得结构的延性指标 ， 揭示该型 短肢剪力墙结构的真实力学行为。