小跨高比连梁新配筋方案的混凝土强度影响分析

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1、小跨高比连梁新配筋方案的混凝土强度影响分析李萍1刘永2刘绒3（西安铁路职业技术学院710006）摘要：连接墙肢与墙肢的连梁是剪力墙结构中的重要耗能构件。本文用ANSYS9.0在对新配筋方案小跨高比连梁的非线性有限元分析的基础上，对影响小跨高比梁性能的主要参数进行了分析。探讨了混凝土强度等级对小跨高比连梁承载力和变形的影响。研究表明：混凝强度等级对小跨高比连梁的承载力和变形能力的影响较为显著；小跨高比连梁提高承载力都是以降低延性为代价的。关键词：小跨高比连梁；有限元分析；混凝土强度Analysisontheconcretegradesinfluenceofdeepcouplin

2、gbeamwithnewreinforcementschemeLIPing1,LIUYong2，LIURong3(Xi'anRailwayVocational&TechnicalInstitute)Abstract：Couplingbeam,whichconnectswalllimbs,isanimportantenergy-dissipatingmemberofcoupledshearwallstructure.FromthefiniteelementanalyzesofthedeepcouplingbeamwithNewReinforcementScheme,thepar

3、ameterinfluencingthebehaviorofcouplingbeamareconfirmedandanalyzed.Onthebasicofanalyze,thepaperrevealstheinfluenceofconcretegradesontheloadcapacityanddisplacementofthespan-to-depthratioofcouplingbeams.Theananresearchshowsthatconcretegradeshasprominentinfluenceontheloadcapacityanddisplacement

4、ofsmallspan-depthratiocouplingbeams,thesmallspan-depthratiocouplingbeamsimprovetheloadcapacityonthedebasementofductility.Keyword:couplingbeamswithsmallspan-to-depthratio;finiteelementanalysis;concretegrades1引言在剪力墙结构和框架—剪力墙结构中，连接墙肢与墙肢、墙肢与框架柱的梁称为连梁。连梁是剪力墙肢之间的传力纽带。连梁的强度、刚度、延性及耗能能力对联肢剪力墙的抗震性能有很

5、大影响[1]。在框架-剪力墙结构和框架-核心筒结构中常用的跨高比(连梁净跨与其截面高度之比)为0.5~2.5之间的小跨高比连梁，在地震作用下属于两端受转动约束的反对称弯曲的深梁，其剪弯比(作用剪力与弯矩之比)很大[2]。文献[3]提出沿连梁截面高度配置三层封闭箍筋的新配筋方案取代普通配筋方案中的一层封闭箍筋，并做了三个试件的探索性试验。试验结果表明，该配筋方案能有效提高小跨高比连梁的抗震性能。本文作者也运用ANSYS有限元程序，对这种连梁进行非线性有限元模拟，分析连梁具有较好的延性和耗能能力[4]。为了进一步了解新配筋方案小跨高比连梁的受力及变形性能，本文对不同混凝土强度下的

6、新配筋方案连梁进行非线性有限元分析，探讨混凝土强度对小跨高比连梁受力性能的影响。2结构模型为了研究混凝土强度对新配筋方案小跨高比连梁受力性能的影响，本文模拟3个剪压比不同的试件[5]（剪压比分别为0.15，0.2，0.25），试件配筋情况见表1。取剪力墙结构上下层中间带连梁部分作为计算模型，连梁的尺寸为，试件尺寸及连梁配筋详见图1。试件的混凝土材料分别选用C40、C30、C25、C20，混凝土的本构关系采用清华大学过镇海研究的单向轴压应力-应变曲线[6]。表1试件的剪压比及配筋情况试件名称顶、底部纵筋构造钢筋箍筋（双肢3层）剪压比CB12124126.5@410.15CB23

7、124128@500.20CB321841210@450.25图1连梁试件尺寸及配筋在定义破坏面时，ANSYS程序中的Concrete材料破坏准则采用Willam-Warnke的五参数破坏准则。由此将混凝土的单轴本构关系转化为三轴本构关系来进行计算。本文采用的参数如下：钢筋强度等级采用两种，HPB235和HRB400，采用双线型随动强化塑性选项。钢筋混凝土有限元模型中，混凝土与钢筋的组合方式采用组合式模型，混凝土单元采用Solid65,钢筋单元采用Link8。本文对混凝土连梁张开裂缝和闭合裂缝分别取0.