预制装配式钢筋混凝土带暗支撑剪力墙结构体系的研究

基本信息
批准号:51578225
项目类别:面上项目
资助金额:61.00
负责人:汪梦甫
学科分类:
依托单位:湖南大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘桂秋,刘兴彦,马高,黄湘湘,蔡锋,王义俊,胡张齐,罗丹,钟昌廷
关键词:
基于性能的抗震设计方法非线性有限元分析上下墙肢的竖向连接拟静力试验预制带暗支撑剪力墙
结项摘要

Precast concrete shear wall structure has advantages of high construction speed, high product quality, energy-saving and environmental protection, and is appropriate for the development of housing industry of China. However, the use of such a system is limited in seismically active regions due to the weaker vertical connection between wall limbs, the greater thickness of wall limb and only single seismic fortification line.In order to enhance the seismic resistance performance of the precast concrete shear wall structure, steel-concrete composite coupling beams with the embedded steel plate, steel-concrete composite side columns and the precast composite wall limbs embedded steel brace through the improved vertical connection between wall limbs organically combine to form a new precast concrete shear wall structure. In this Project, the influences of composite coupling beam, wall limb embedded steel brace, composite side column and the improved vertical connection between wall limbs on seismic behaviors of the new precast concrete shear wall structure shall be investigated in detail by doing lots of experiments and computer simulation analysis. then the optimal combination design and rational construction sequence of composite coupling beam, wall limb , composite side column and the improved vertical connection between wall limbs can be found. The proposed composite precast concrete shear wall system has higher load-bearing capacity, better ductility and multiple seismic fortification lines and convenient construction. To promote the application of the proposed structural system in the engineering, a nonlinear finite element analysis method and a simple analysis method of the proposed structural system shall be presented. Meanwhile, performance-based seismic design method of the proposed structural system will be set up.

预制混凝土剪力墙结构具有施工速度快、绿色环保、结构精度高等优点,但因其竖向连接薄弱、墙体厚、抗震防线单一等问题,限制了其应用范围。为了克服现有预制剪力墙结构的不足,提出由内置X型暗支撑预制混凝土墙肢、部分现浇部分预留孔浆锚搭接的预制剪力墙竖向连接、钢-混凝土组合边柱与连梁,有机组合形成一种带暗支撑预制装配式混凝土剪力墙结构体系。本项目拟从研究内置X型暗支撑预制混凝土墙肢的组成、预制剪力墙竖向连接方法、组合边柱与连梁的构造与现浇带设置对预制剪力墙结构整体抗震性能的影响入手,通过试验研究与数值模拟分析,寻找使预制剪力墙结构保持良好抗震性能且湿作业较少的连梁、墙肢、边柱、墙体竖向连接的优化构造方案与施工工序,形成一种承载力大、延性高、有多道防线特征且施工较为方便的预制剪力墙结构体系。为了推广应用该种结构体系,本项目发展了适用于该体系的非线性分析有限元方法,建立了适用于该体系的基于性能的设计方法。

项目摘要

项目组对预制装配式钢筋混凝土带X型钢板暗支撑剪力墙结构体系的抗震性能进行了大量的试验研究与数值模拟,主要研究内容与成果如下:.(1).提出了并完成了三种可更换消能减震钢桁架式连梁的拟静力试验及有限元分析。结果表明: 钢桁架-双层高阻尼混凝土板约束钢板组合连梁延性与耗能能力最优,是一种具有多阶屈服特征的可更换组合连梁。.(2).完成了试验轴压比为 0.7的三根钢筋ECC柱的拟静力试验及实用有限元分析,结果表明即使在轴压比限值条件下钢筋ECC柱也无需箍筋加密;完成了三根端部带肋方钢管混凝土柱的拟静力试验及有限元分析,得到了端部肋条数量及几何参数确定的准则与方法。.(3).完成了不同竖向连结、不同暗支撑布置、不同施工方式、不同暗柱、不同轴压比及震损加固后共12片预制单层带暗支撑混凝土叠合板剪力墙、7片预制单层带暗支撑混凝土大板剪力墙的拟静力试验及相应的有限元分析,得到了两种新型预制带暗支撑剪力墙抗震性能随试验参数的变化规律,得到了两种预制带暗支撑剪力墙的合理竖向连接方式与暗支撑的合理设置方案。.(4).完成了二片预制带暗支撑预应力摇摆混凝土剪力墙、一片带更换墙脚预制暗支撑混凝土叠合板剪力墙、一片带暗支撑预应力自复位混凝土剪力墙的拟静力试验及相应的有限元分析。结果表明这些剪力墙呈现低损伤、整体残余位移小且易于修复的特点。.(5).完成了钢筋搭接、暗柱钢筋搭接中部钢板连接的预制两层带暗支撑叠合板剪力墙与两层带暗支撑大板剪力墙各二片墙的拟静力试验及相应的有限元分析。结果表明:约束钢筋搭接的竖向连接能使墙体塑性铰出现在接缝上方,增强了预制墙的整体性。.(6).完成了二片强连接、耗能连接的预制带暗支撑叠合板双榀剪力墙与二片预制两层带暗支撑联肢剪力墙的拟静力试验及相应的有限元分析,得到了连接单元、墙肢、暗柱合理组合设置原则,形成了连接单元→墙肢底部→暗柱多道抗震防线且施工较方便的预制剪力墙结构体系。.(7) 建立了预制装配式带暗支撑混凝土剪力墙结构体系的设计方法。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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