雙鋼板-混凝土組合剪力墻變形能力分析

      框架-核心筒混合結構體系是目前超高層建筑中普遍采用的結構體系。隨著建筑高度的增加,核心筒底部剪力墻承受的軸壓力隨之增大。為了保證核心筒剪力墻具有足夠的變形能力,剪力墻的軸壓比需要嚴格控制。于纖維法和精細材料本構模型,編制了雙鋼板-混凝土組合剪力墻的截面分析程序,并通過已有試驗驗證了分析結果的準確性。    通過對6 379個不同參數的雙鋼板-混凝土組合剪力墻的計算分析,得到了影響剪力墻截面變形能力的主要因素有考慮鋼板作用的軸壓比、混凝土強度、墻身的材料配比和暗柱混凝土的約束效應。研究結果表明:回歸分析得到的雙鋼板-混凝土組合剪力墻截面極限曲率的計算公式滿足精度要求并偏于安全;在此基礎上,提出了雙鋼板-混凝土組合剪力墻基于位移的設計方法。同時,根據國內規范的設計方法,給出了雙鋼板-混凝土組合剪力墻的軸壓比限值:對于C50以下的混凝土,雙鋼板-混凝土組合剪力墻的設計軸壓比的限值為0.45;對于C50以上的混凝土,設計軸壓比的限值可建議按n2d,lim=-0.004fcu+0.625計算。以雙層鋼板混凝土組合剪力墻的試驗研究為基礎,采用有限元軟件ABAQUS建立雙層鋼板混凝土組合剪力墻的非線性有限元模型。通過考慮材料非線性和模擬加載全過程對鋼板屈曲等受力性能進行分析。有限元分析結果與試驗結果吻合較好。在此基礎上,分析了影響雙層鋼板混凝土組合剪力墻承載力和變形能力的主要因素,包括軸壓比、高寬比、混凝土強度、鋼材強度和鋼板厚度。  結果表明:隨著軸壓比的增大,雙層鋼板混凝土組合剪力墻的極限承載力有所提高,但變形能力下降,隨著高寬比的增大,雙層鋼板混凝土組合剪力墻的極限承載力降低,變形能力增加;隨著混凝土強度的增加,雙層鋼板混凝土組合剪力墻的極限承載力提高,變形能力減小;隨著鋼材強度和鋼板厚度的增加,雙層剛板混凝土組合剪力墻承載能力和變形能力都明顯增加。提出計算該類組合剪力墻壓彎承載力簡化計算公式,將該簡化公式計算結果與試驗結果進行對比驗證,結果表明,該公式的計算精度較高,可用于雙層鋼板混凝土組合剪力墻壓彎承載力計算。