摘要
剪力墙结构体系因其抗侧刚度较大、承载能力好，常用于我国建筑高层中，但随着国家城镇化率的不断提升，人们对房屋类建筑质量的也有了更高的要求。应用较多的单肢钢筋混凝土剪力墙结构体系存在仅依靠墙肢底部来抵抗地震作用的缺陷，抗震设防机制较为单一；联肢剪力墙结构体系可利用耦合机制形成两道抗震防线机制，在抗震方面性能更优，但同样存在施工复杂、必须两片墙才能实现耦合机制、实际耦连比比设计耦连比小的不足。 为了解决单肢剪力墙结构体系一道抗震防线的不足以及联肢剪力墙结构体系存在的问题，有必要研究一种新型剪力墙结构体系。本文通过阅读大量有关文献，在Zona等提出的延性设计方法基础上，参考了《组合结构设计规范》、《美国钢结构建筑抗震规范》(AISC341-2010)以及相关文献等，设计并制作了一个45%耦连比的1/4缩尺5层钢边柱-钢板混凝土混合剪力墙试件。钢边柱-钢板混凝土混合剪力墙结构体系由钢连梁、单肢混凝土剪力墙以及两侧的钢边柱耦合而成，该新体系把联肢剪力墙结构体系的耦合机制引入到单肢剪力墙中，进一步拓展了“连梁-墙肢”耦合机制应用范围，具有单肢剪力墙设计简单、施工方便以及联肢剪力墙两道抗震设防机制的优势。本文对该结构体系进行了低周往复加载试验以及有限元模拟验证，从滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性、损伤特征、钢材应变等方面探索了该结构的抗震性能。 结果表明：新体系发挥出了联肢剪力墙的耦合机制，拓展了单肢墙的耦合机制范围；试件破坏时墙体底部混凝土压溃、两侧的钢连梁发生了明显的剪切变形、纵向钢筋及内置钢板发生屈曲；试件前期以弯曲控制为主、中后期受弯-剪共同作用。从实测数据分析可知，试件的延性系数达到3.117，抗震性能优越；钢边柱一直处于弹性范围；型钢暗柱只有一侧在加载后期屈服，对结构耗能方面贡献很小；钢连梁率先屈服，而后是墙肢底部形成塑性铰，达到预定的屈服顺序和屈服机制；利用数值模拟软件ABAQUS对试件进行建模，对比了滞回与骨架曲线，两者吻合良好；试件仿真的损伤情况与试验大致相同。
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