集成可恢复耗能RC墙板的新型装配式混凝土框架结构体系抗震性能研究

基本信息
批准号:51878181
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:陈尚鸿
学科分类:
依托单位:福州大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:林伟,郑玉芳,陈昭晖,艾鼎,王邱张,周凌建,刘琼
关键词:
可恢复构件耗能分析装配式混凝土框架结构耗能RC墙板耗能体系
结项摘要

Along with the development of building industrialization and prefabricated concrete structure, a recoverable energy dissipation RC wall unit is proposed. A prefabricated frame structure integrating this energy dissipation unit is expected to have multiple seismic fortification lines. The aseismic performance of prefabricated concrete structure incorporated with this energy dissipative unit will be studied through numerical simulation, and assisted with MTS and shaking table experiments. First, a typical energy dissipative RC wall unit is proposed, the numerical simulation and MTS pseudo-static test will be performed and the nonlinear mechanical models and the hysteresis characteristics will be analyzed. Secondly, the numerical simulation and the shaking table test of the prefabricated RC frame incorporated with energy-dissipating unit are carried out to verify its vibration reduction and anti-collapse ability. In addition, the energy analysis is carried out in different stress stages of the system. The optimization of the design parameters is studied to control the yielding mechanism and the damage process of the structure purposefully. Finally, based on the shaking table test, the post-earthquake recoverable characteristics of the system are analyzed, and the applicable scope of the energy-consuming frame system is analyzed based on the performance aseismic design method. The application of the system will enhance the seismic capacity of the existing prefabricated frame structure and expand its applicable height and range, and thus to promote the construction industrialization.

针对目前大力推动建筑产业化及装配式混凝土结构的发展趋势,本项目提出一种可恢复的装配式耗能RC墙板单元,集成有该耗能墙板单元的装配式框架结构体系将具有多道抗震防线。项目通过理论分析,结合MTS试验及振动台试验研究集成有耗能RC墙板的新型的装配式混凝土框架结构体系的抗震性能。首先,建立带有耗能连接的典型耗能RC墙板,结合数值仿真分析及MTS试验研究其力学性能及滞回耗能特性,建立耗能单元的力学模型。其次,对安装有耗能单元的装配式混凝土框架结构进行数值仿真与振动台试验研究以验证其减振及抗倒塌能力。进而,在体系的不同受力阶段进行能量分析,研究如何优选设计参数以期有目的地控制结构的屈服机制和损伤破坏过程。最后,基于振动台试验研究体系的震后可恢复特性,基于性能设计方法分析该耗能框架体系的适用范围。体系的成功应用将提升现有装配式框架结构的抗震能力和并扩充其适用高度及范围,从而促进建筑产业化的发展。

项目摘要

针对目前大力推动建筑产业化及装配式混凝土结构的发展趋势,本项目提出一种装配式可恢复的耗能RC墙板单元,集成有该耗能墙板单元的装配式框架结构体系将具有多道抗震防线。项目通过理论分析,结合MTS试验及振动台试验研究集成有耗能RC墙板的新型的装配式混凝土框架结构体系的抗震性能。首先,建立了带有耗能连接的典型耗能RC墙板,结合数值仿真分析及MTS试验研究其力学性能及滞回耗能特性,建立耗能单元的力学模型。其次,对安装有耗能单元的装配式混凝土框架结构进行数值仿真与振动台试验研究以验证其减振及抗倒塌能力。进而,在体系的不同受力阶段进行能量分析,研究如何优选设计参数以期有目的地控制结构的屈服机制和损伤破坏过程。研究表明:该体系滞回曲线饱满、具有良好耗能能力。算例中设置的阻尼器可以先于框架、墙板进入塑性,发挥其耗能功能。在不同的阻尼器数量、填充材料刚度、墙板板厚、墙板配筋率、墙板配筋强度发生变化时进一步考察了该体系的耗能能力、受力特点及破坏形态,并且得出使墙板能够先于框架屈服的参数选定的规律。最后,通过装配式耗能RC结构模型中进行的弹塑性时程分析对比验证了本文提出的耗能RC框架的抗震能力。验证了通过参数优化设计的装配式耗能RC框架在不同地震作用下可以实现预期的“阻尼器→墙板→框架”的屈服顺序。项目研究成果可以提高装配式结构的抗震安全性,促进建筑产业化的发展。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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