预制钢管混凝土边框剪力墙及其抗震性能研究

Precast shear wall structure with concrete filled steel tube columns，is a new building structure system which is suitable for industrial production and field connection. It is developed based on requirements of building energy saving and housing industrialization. Mechanical behavior of joints and seismic behavior of the structure system are the key points for its application. Precast shear wall structure with concrete filled steel tube columns is taken as the research object in this topic, seismic behavior of joints and the structure system is studied by means of test and calculation. The main factors affected flexural capacity, shear capacity and bearing mechanism are investigated，the new structure system needs comprehensive consideration of joints, steel tube confinement and strain rate, influential mechanism of seismic behavior on strain rate is discussed. Design theory of flexural and shear for the structure system herein is established and improved for its application. The topic enriches and develops the design methods of precast shear wall structure for experiment and theory reference and provides a new approach for the development of housing industrialization in China as well.

预制钢管混凝土边框剪力墙结构是一种适合于工业化生产、以现场装配为基础的新型建筑结构体系，是基于建筑节能减排和住宅产业化发展及要求进行研发的，其中预制剪力墙结构接缝的受力性能、结构体系的抗震性能是该结构得以推广应用的关键技术问题和重要决定因素。本课题以预制钢管混凝土边框剪力墙结构为研究对象，借助试验与计算手段研究其节点、接缝和整体构件的抗震性能，研究该结构的受力机理以及影响其抗弯、抗剪承载力的主要因素，全面考虑接缝、钢管约束和应变速率等因素的影响，揭示应变速率对结构抗震性能的影响机制，建立预制钢管混凝土边框剪力墙结构抗弯和抗剪设计理论方法，完善结构抗震设计理论，以便推广应用。该课题的研究为丰富和发展预制装配式剪力墙结构的设计提供试验与理论参考，也为我国住宅产业化的发展开辟新的途径。

装配式钢管混凝土组合剪力墙结构是一种适合于工业化生产、以现场装配为基础的新型建筑结构体系，是基于建筑节能减排和住宅产业化发展及要求进行研发的，其中该结构体系的节点、接缝连接设计、受力性能及结构体系的抗震性能是该结构得以推广应用的关键技术问题和重要决定因素。本课题以装配式钢管混凝土组合剪力墙结构为研究对象，借助试验与计算手段研究其节点、接缝和整体构件的抗震性能，研究该结构的受力机理以及影响其抗弯、抗剪承载力的主要因素，全面考虑接缝、钢管约束和应变速率等因素的影响，揭示应变速率对结构抗震性能的影响机制，建立预制钢管混凝土边框剪力墙结构抗弯和抗剪设计理论方法，完善结构抗震设计理论。.本课题对国内外相关研究进行总结，将不同试验设备、方法、试件种类的试验数据系统化，为以后的研究者提供方便；采用MTS电液伺服作动器配合自主设计的加载装置制成进行装配式构件与整体结构的受力性能、抗震性能研究。通过135个节点、接缝连接试件、11片单跨两层整体试件及6片足尺单层单跨整体试件的设计、试验与数值分析研究，涉及钢管混凝土节点、水平接缝、竖向接缝连接设计、考虑轴压比、加载速率、洞口位置、竖缝等因素的影响，验证本项目提出的连接设计方法和构造措施有效可靠，研究其整体试件的破坏形态、滞回性能、延性等，结果表明该结构体系表现出较好的整体抗震性能；结合理论分析与数值计算，建立该结构的分段纤维模型与正截面、斜截面承载力计算法方法，与试验结果均吻合较好。该课题的研究为丰富和发展装配式建筑结构的设计提供试验与理论参考，也为我国装配式建筑的发展开辟了新的途径。