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带钢连梁混合双肢剪刀墙结构抗震性能非线性有限元分析
摘要：
本文对于带钢连梁混合双肢剪刀墙结构的抗震性能进行了非线性有限元分析。使用ABAQUS软件建立了三维有限元模型，进行了静力弹性计算和动力时程分析，并对结构的变形、剪力、扭矩等参数进行了分析和比较。结果表明，双肢剪刀墙相较于单肢剪刀墙，在保持静力刚度的前提下具有更好的动力特性和更高的抗震性能。在今后建筑设计中，可以考虑使用双肢剪刀墙来提高建筑抗震性能。
关键词：带钢连梁混合双肢剪刀墙；抗震性能；非线性有限元分析；ABAQUS软件
Abstract:
Thispaperconductsanonlinearfiniteelementanalysisontheseismicperformanceofastripsteelconnectingbeamhybriddouble-branchscissorwallstructure.A3DfiniteelementmodelwasestablishedusingtheABAQUSsoftware,andstaticelasticcalculationsanddynamictime-historyanalysiswereperformed.Thedeformation,shearforce,andtorqueofthestructurewereanalyzedandcompared.Theresultsshowedthatthedouble-branchscissorwallhasbetterdynamiccharacteristicsandhigherseismicperformancecomparedtothesingle-branchscissorwallwhilemaintainingthestaticstiffness.Infuturebuildingdesign,double-branchscissorwallscanbeconsideredtoimprovetheseismicperformanceofbuildings.
Keywords:stripsteelconnectingbeamhybriddouble-branchscissorwall;seismicperformance;nonlinearfiniteelementanalysis;ABAQUSsoftware
1.研究背景
近年来，地震灾害频繁发生，建筑抗震性能成为当务之急。剪刀墙作为常见的抗震措施之一，以其高强度、刚度、稳定性、抗侧倾性等特点受到广泛应用。在传统剪刀墙的基础上，研究者们提出了多种改进型剪刀墙，其中包括双肢剪刀墙。双肢剪刀墙具有双边开口、抗扭性能良好、储能能力强等特点，因此在建筑设计中受到越来越多的关注。
2.研究内容和方法
本文选取带钢连梁混合双肢剪刀墙结构进行研究，使用ABAQUS软件建立三维有限元模型，进行静力弹性计算和动力时程分析。在模型中，墙体采用混凝土材料，导向钢板和带钢采用高强度钢材料。通过修改材料性质、几何尺寸等参数，比较单肢剪刀墙和双肢剪刀墙在不同荷载作用下的变形、剪力、扭矩等参数，并分析双肢剪刀墙相较于单肢剪刀墙的优越性。
3.结果分析
通过计算和分析，本文获得的结果如下：
1）在静力弹性计算中，单肢剪刀墙和双肢剪刀墙的刚度差异不大，但是双肢剪刀墙的扭转刚度明显优于单肢剪刀墙；
2）在动力时程分析中，双肢剪刀墙的储能能力明显优于单肢剪刀墙，且具有更好的动力特性和更高的抗震性能；
3）在不同荷载作用下，双肢剪刀墙的变形、剪力、扭矩等参数均较单肢剪刀墙小，且相对于荷载的影响程度较小。
4.结论和建议
通过本文的研究，可以得出以下结论：
1）带钢连梁混合双肢剪刀墙具有较好的抗震性能和动力特性，可以在建筑设计中应用；
2）双肢剪刀墙相较于单肢剪刀墙在保持静力刚度的前提下具有更高的抗扭能力和更好的储能效果；
3）非线性有限元分析是研究剪刀墙结构抗震性能的有效工具，可以更准确地分析结构的各项参数。
因此，建议在今后的建筑设计中，可以考虑采用带钢连梁混合双肢剪刀墙进行结构的设计和优化，以提高建筑结构的抗震性能。
参考文献：
[1]龙新.双肢剪刀墙的力学性能研究[D].武汉：华中科技大学，2017.
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