考虑剪力滞后的复杂截面剪力墙配筋研究

论文摘要

随着现代社会城市化进程的加快,高层建筑成为现代建筑发展的必然趋势,钢筋混凝土剪力墙由于其抗侧刚度大、承载力大等优点在高层结构中得到广泛应用。由于工程实际的需要,剪力墙的截面形式越来越复杂,而复杂截面剪力墙的承载力计算一直是一个难题。现行规范给出的配筋方法没有将复杂截面剪力墙作为一个整体进行设计,对于剪力墙核心筒中普遍存在的剪力滞后现象欠缺考虑和研究,相关有效翼缘宽度的取值方法也没有得到充分的验证,因此可能存在着安全性和经济性的问题。在水平荷载的作用下,由于墙体截面存在着剪切变形,核心筒剪力墙截面应变分布不再符合平截面假定,翼缘截面角部的正应力大于中部,表现出明显的剪力滞后现象,并导致正截面承载力计算不准确,因此工程中引入有效翼缘宽度的概念作为一种折算翼缘宽度来衡量剪力滞后现象程度的强弱。为了研究剪力墙核心筒剪力滞后现象的影响因素和变化规律,并对有效翼缘宽度的取值提出建议,本文对一系列核心筒剪力墙模型进行了有限元数值模拟和参数化分析,主要工作内容和结论如下:(1)通过对一系列参数化模型进行有限元分析,详细描述了腹板和翼缘应力应变分布状况,研究了轴压比、剪跨比、连梁刚度等因素对核心筒剪力滞后现象的影响,阐述了核心筒剪力滞后在各不同影响因素下的变化规律,并深入探究了剪力滞后现象产生的机理;(2)提出了弹性阶段核心筒有效翼缘宽度的取值方法,通过对不同工况下的核心筒模型进行数值模拟,得出了有效翼缘宽度的近似取值,绘制了承载力骨架曲线,提出了相应的配筋方法并和现有的研究成果进行了对比,可供工程设计参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究意义
• 1.2 国内外研究现状综述
• 1.2.1 钢筋混凝土构件正截面设计研究现状
• 1.2.2 钢筋混凝土非线性有限元分析研究现状
• 1.2.3 剪力墙剪力滞后现象及有效翼缘宽度研究现状
• 1.3 主要研究内容
• 第2章 基于ABAQUS 的有限元计算模型的建立
• 2.1 混凝土非线性有限元计算方法
• 2.2 有限元模型的建立
• 2.2.1 材料模型及参数的选用
• 2.2.2 单元选取、网格划分和模型加载
• 2.2.3 复杂截面剪力墙的模拟分析
• 2.3 本章小结
• 第3章 剪力墙筒体剪力滞后现象分析
• 3.1 引言
• 3.2 影响剪力墙正截面承载力的因素
• 3.2.1 轴压比的影响
• 3.2.2 高宽比的影响
• 3.2.3 洞口大小的影响
• 3.2.4 混凝土强度的的影响
• 3.2.5 竖向分布筋配筋率的影响
• 3.3 轴压比对剪力滞后的影响
• 3.3.1 剪力墙筒体破坏过程
• 3.3.2 不同轴压比下翼缘正应变分布
• 3.3.3 变化规律
• 3.4 剪跨比对剪力滞后的影响
• 3.4.1 剪力墙筒体破坏过程
• 3.4.2 变化规律
• 3.5 连梁刚度对剪力滞后的影响
• 3.5.1 剪力墙筒体破坏过程
• 3.5.2 变化规律
• 3.6 本章小结
• 第4章 基于有效翼缘宽度的剪力墙配筋方法
• 4.1 剪力墙有效翼缘宽度取值
• 4.1.1 有效翼缘宽度的概念
• 4.1.2 弹性阶段的有效翼缘宽度的合理取值
• 4.1.3 与国外规范的对比
• 4.1.4 与现有研究结果的对比
• 4.2 改进的配筋方法
• 4.3 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢