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在高層以及超限高層建筑中，連梁是主要的承受水平荷載的構(gòu)件，為提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，在保證連梁承載能力的同時(shí)，也越來越重視其延性設(shè)計(jì)，與此同時(shí)，提高連梁的延性也可以有效地改善剪力墻的延性。本文通過ANSYS軟件建立普通鋼筋混凝土連梁和型鋼混凝土連梁模型，對(duì)比研究?jī)煞N連梁承載能力以及延性性能。為以后的相關(guān)設(shè)計(jì)工作提供參考。
在本文的模型建立中，使用SOLID65單元模擬鋼筋混凝土材料，混凝土的破壞準(zhǔn)則依據(jù)Willam-Warnke五參數(shù)破壞準(zhǔn)則，鋼筋本構(gòu)關(guān)系根據(jù)相關(guān)規(guī)范進(jìn)行預(yù)設(shè)。
為了避免其他因素對(duì)分析結(jié)果的影響，對(duì)連梁模型的其他參數(shù)加以了限定，使它們的材料等級(jí)、配筋率、跨高比相同，混凝土等級(jí)均為C30，鋼筋均為HRB400級(jí)，縱向鋼筋體積配筋率均為2.0%。
箍率都為1.5%，連梁跨度都為2500mm，高度都為1000mm。其中型鋼混凝土采用組合式建模方法，即鋼筋混凝土部分采取整體式建模，而型鋼為分離式建模，本文中內(nèi)置型鋼采用Q345型鋼，尺寸200*100*7，兩邊深入墻肢400mm兩種模型。
本文采用APDL靜態(tài)分析模式對(duì)模型進(jìn)行分析，在其底部節(jié)點(diǎn)施加了所有方向的位移約束，同時(shí)對(duì)兩片墻施加5N/mm2的豎向面荷載，為了更好地仿真構(gòu)件受到的地震荷載，本文對(duì)構(gòu)件施加的水平力呈倒三角分布，并進(jìn)行分步加載，直到結(jié)構(gòu)達(dá)到極限承載力。
兩種試件在各階段的應(yīng)力分布無明顯區(qū)別，都是由構(gòu)件靠近受力端的底部開始產(chǎn)生較大應(yīng)力，荷載繼續(xù)加大之后，在與另一端的頂部之間產(chǎn)生一條貫通的受拉區(qū)域，并不斷擴(kuò)大，直到構(gòu)件破壞。
在使用ANSYS對(duì)構(gòu)件進(jìn)行分析后，得到不同高寬比構(gòu)件在不同狀態(tài)下所承受的荷載。型鋼混凝土的開裂荷載、屈服荷載、極限荷載均比普通鋼筋混凝土連梁要高，可見在普通鋼筋混凝土連梁中埋置連梁后，連梁的承載力性能得到了較大的改善，其中，對(duì)連梁屈服荷載的改善最大。
通過觀察數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)開裂時(shí)，兩者的位移變化并不大，不過型鋼混凝土連梁的屈服位移、極限位移都高于普通鋼筋混凝土連梁的相關(guān)數(shù)據(jù)，延性系數(shù)較之也有很大改善。由此可見，埋置型鋼是的連梁的承載能力和耗能能力都得到了提高，在這方面，型鋼混凝土的受力性能比普通鋼筋混凝土要更為理想。
在尺寸不變的前提下，通過ANSYS軟件的計(jì)算分析，可以看出型鋼混凝土連梁和受力階段的荷載大小與耗能能力均相比普通鋼筋混凝土的要大，可見，在實(shí)際工程中，當(dāng)構(gòu)件尺寸受到限制，無法滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，通過內(nèi)埋型鋼可以有效改善連梁的受力性能。
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