连梁对联肢剪力墙抗震性能影响研究

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1、连梁对联肢剪力墙抗震性能影响研宄刘飞姣杨宗仁山西水利职业技术学院建筑工程系中国能源建设集山西省电力勘测设计院有限公司新能源工程分公摘要：由于在地震中联肢剪力墙结构发挥着重要作用，本文利用MIDASGEN8.0有限元分析软件建立了双肢力剪墙有限元分析模型，并通过静力弹塑性分析，研究了连梁刚度对双肢剪力墙结构延性和结构耗能的影响，探讨了在连梁刚度变化过程屮结构承载力和破坏位移的变化规律。此研究对现实结构设计与优化有着指导意义。关键词：联肢剪力墙;连梁刚度;MTDAS;静力弹塑性分析;作者简介：刘飞姣（1988年生），女，汉族，硕士，主要从事混凝土结构抗震方面研宄。作者

2、简介：杨宗仁（1988年生），男，汉族，硕士，主耍从事混凝土结构抗震方面研究剪力墙是多层以及高层建筑结构体系中其抗侧力体系的重要组成部分，为满足建筑结构的使用功能，需在剪力墙上开设门、窗等结构洞，于是就形成了联肢剪力墙结构。各墙肢间由连系梁相连，连梁的刚度、强度、及变形性能对联肢剪力墙结构的抗震性能有很大的影响ui。常为华、张相勇m等采用近似理论揭示了连梁刚度与墙肢刚度在结构内力分布中起到的作用及和互之间的关系和影响。刘伟，王娱m等通过低周反复荷载试验研宄了双肢短肢剪力墙的抗震性能。由此可知，前人都是针对理论以及试验来研究联肢剪力墙的抗震性能，很少通过软件模型来模

3、拟研宄联肢剪力墙结构的抗震性能。本文棊于MIDASPUSHOVER在联肢剪力墙结构模型的基础上分析研宄连梁刚度对联肢剪力墙抗震性能的影响。此研究对现实结构设计有着重要的实际指导意义。1建立有限元模型1.1模型参数本分析模型为一个6层双肢剪力墙结构，总高度19.8m，层高均为3.3m,模型如图1、2所示。LL1的截面宽度为200mm、截面高度在200〜1300mm之间变化，LL2的截面宽度为200nmi、高度为600mm。模型混凝土强度等级均为C30，假定楼板在平面内刚度无限大，平面外刚度为0，剪力墙墙厚均为200mm;场地抗震设防烈度为7度，II类场地，设计地震分

4、组为第二组，抗震等级设为二级。本文中剪力墙肢翼缘统一取长为800mm，墙肢高取2000mm，墙肢竖向分布钢筋为B12@200,水平分布钢筋为B1O02OO,墙肢端部钢筋4B16@100,连梁配筋率取0.2%,箍筋统一取为A10@100。39001剪力墙平面2模型立面图1.2荷载加载Midas/Gen提供了三类侧向荷载模式，分别为模态、静力荷载工况、加速度常量。本文研宄的是结构Y向抗震性能，故荷载类型为模态第二震型、Y向加速度常量。因不知所加荷载的大小故釆用位移控制下的主节点控制，控制最大位移可取弹塑性位移限值180mm，为了达到结构破坏本文取220mm，推覆加载共

5、分为25步。限于篇幅，本文仅讨论荷载形式为加速度常量下的结构抗震性能。1.3铰的定义和分配本文选用带有性能状态阶段划分的FEMA铰类型，位移结果中可显示不同颜色区分铰的各个阶段，对梁分配弯矩铰，剪力墙分配轴力-弯矩铰。1.4结构性能点的确定和性能评价性能控制点是将能力谱曲线和某一水准地震的需求谱画在同一坐标系屮，两曲线的交点即为性能控制点。性能控制点所对应的位移即为等效单自由度体系在该地震作用下的谱位移。由性能控制点对结构的性能评价，采用了FEMA-273类似的方法，该方法评价性能状态如图3。aoJOULADisplacement图3塑铰性木构关系曲线下载原图图3

6、中TO、LS、CP分别对应直接居住极限状态、安全极限状态、坍塌防止极限状态3个性能状态;B点为屈服点，C点为垮塌点。CD段:构件初始破坏状态，即钢构件处丁•抗剪能力急剧下降段或钢筋混凝土构件的混凝土压碎状态、纵筋断裂。DE段:公称强度的20%左右的残余抵抗状态。E点:最大变形能力位罝，结构己无法继续承受重力荷载。2结构分析2.1连梁刚度对结构抗震性能的影响在结构体系变化中，墙的截面保持不变，而连梁(LL1)的截面在变化，连梁不同截面下与墙的线刚度比见表1。连梁截面200x200200x400200x600200x800刚度比0.0120.0990.3340.792

7、2.2连梁刚度变化对结构承载力的影响图4显示连梁与剪力墙不同刚度比与棊底剪力的变化趋势。由图可以看出，连梁配筋率为0.2%时，连梁刚度越大联肢剪力墙基底剪力越大。由此可知：当连梁配筋率较低时，连梁刚度越大联肢剪力墙整体的承载力也越大。2900250021001700024刚度比4刚度比与基底剪力的曲线(日曰)1刚度比5刚度比与位移的曲线2.3连梁刚度变化对结构位移的影响连梁与剪力墙刚度比与位移的变化曲线见图5。由图可以看出，配筋率为0.2%时结构的破坏位移随着刚度比增人而减小。由此可得:连梁配筋率较低时，连梁刚度越大联肢剪力墙结构的破坏位移就越小，该墙肢的刚度就越

8、大。2.4