短肢剪力墙结构体系ANSYS分析和内力分布规律的研究

介绍：短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5～8的抗震墙，通常墙厚不小于200mm，肢长在1000～2500mm之间，它介乎于异形框架柱和一般剪力墙之间。这种结构体系以剪力墙为基础，并吸取框架的优点，逐步发展而成20一30层高层住宅经常选用的结构型式之一。短肢剪力墙结构体系尽管已大量应用于工程实践，但理论研究方面尚处在探索、完善阶段，并且新近颁布的混凝土结构设计规范和现行的钢筋混凝土高层建筑行业标准都没有关于短肢墙设计的具体条文；国内外也少有关于短肢墙结构体系低周反复试验的报导。本文在试验研究的前提下，利用ANsYS对单调荷载下短肢剪力墙结构体系进行了非线性有限元分析，从理论上揭示其内力分布规律。论文工作包括： 1．根据高层住宅体系的发展和短肢剪力墙的特点，并和有代表性的框架、普通剪力墙结构进行详细对比，阐述了短肢墙结构体系是20．30层高层住宅理想的结构型式之一。综述钢筋混凝土结构非线性有限元分析的理论进展，并依据本文的研究目的选择非线性分析中的本构关系模型。 2．完成6个短肢墙试体低周反复试验，包括无翼墙和有翼墙试体各一组，每组3件，肢厚比分别为5，6．5和8。试体设计突出“结构体系”的概念，使试验结果相对于“构件”级试验具有更多的实用价值。这是本文研究工作的一个突出特点。 3．在试验的基础上对6个试体进行了有限元计算和试验结果的对比分析。对六个试体进行单调荷载作用下的非线性分析，绘制出试体有限元分析的初始和破坏裂缝、破坏时的应力云图、骨架曲线、以此来检验程序的合理性。结果表明，数值计算与试验结果符合较好。 4．利用已校验过的短肢剪力墙结构的有限元模型，针对不同的轴压比、连梁跨高比设计的两组短肢剪力墙结构有限元模型，分析了短肢剪力墙结构到达破坏荷载时内力分布规律、墙肢纵向应变曲线、骨架曲线。以有限元分析结果为依据，最终总结出了连梁跨高比、轴压比对短肢墙的力学特征参数和内力分布的影响。