免拆墙模复合剪力墙的非线性有限元分析与研究

免拆墙模复合剪力墙的非线性有限元分析与研究随着我国墙体改革进程及建筑节能强制标准的实施，推行低能耗、受力性能好、性价比高的节能建筑势在必行。

在此背景下，本课题组基于延性耗能剪力墙的设计理念，研究开发了一种新型的住宅结构体系—免拆墙模复合带缝剪力墙体系。

经本课组的初步研究，该体系能够替代传统粘土砖，并且克服了传统剪力墙刚度大、自重大、保温性能差的缺点，且保留了传统的施工工艺，使得该体系能够在城镇及广大农村中广泛应用。

但作为一种新型剪力墙体系，当墙体开缝并且变薄后，能否满足竖向承载力及抗震承载力的要求，保温性能又如何?都是本课组要着力解决的问题。

本文在本课题组已有成果的基础上进行了下述研究：(1)建立11片具有不同参数的小剪跨比复合带缝剪力墙试件进行水平单调加载和低周反复加载的有限元模拟试验，从而了解不同参数对小剪跨比复合带缝剪力墙的破坏过程、破坏特征、开裂荷载、极限承载力、刚度退化、屈强比、延性系数的影响，并从试件的骨架曲线和滞回曲线中得出恢复力模型。

(2)对10片不同高宽比复合剪力墙试件进行轴压试验研究，以确定免拆模板对带缝剪力墙轴向承载力是否具有复合增强作用；并对其平面外稳定性进行了初步研究，在试验的基础上利用非线性有限元进一步对其破坏过程及破坏机理进行模拟分析。

分析研究表明，小剪跨比免拆模复合剪力墙在弹性工作状态下能保持整体墙的受力性能，在满足基本承载力的情况下，适当提高轴压比能够增加初始刚度和极限承载力，且延性降低不多；在两端设置组合端柱能改善其承载力和延性性能；剪跨比λ＜1时，增加剪跨比可以在承载力降低不多的情况下明显改善带缝墙的
延性性能，但λ＞1时增大延性是以牺牲承载力为代价的；提高复合带缝墙体的强度等级能显著提高开裂荷载和破坏荷载，但墙体延性越来越差；改变配筋率对初始荷载和初始刚度没有什么影响，在配筋率较小时，增大配筋率可以提高其极限承载力，但在一定的界限后作用不大。

轴压试验及非线性分析表明免拆模复合带缝剪力墙在屈服之前表现出良好的承载力，并且破坏时持续的时间较长，其破坏形态首先发生在连梁处，与受剪切破坏时位置一致，通过平面外位移分析表明，复合带缝剪力墙具有较好的平面外稳定性。

通过本课题组的研究表明，免拆模板复合带缝剪力墙具有良好的承载力及抗震性能，通过合理设置参数，复合带缝剪力墙能够适应一般中小高层、甚至高层建筑的承载力需要，并可大大提高保温隔热性能。