基于连接抗剪性能劣化的装配式剪力墙结构强震反应机理与抗震设计

基本信息
批准号:51908042
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:秦朝刚
学科分类:
依托单位:长安大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
抗震设计装配式剪力墙结构预制构件连接抗剪性能劣化内聚力模型
结项摘要

The precast shear wall structure is one of the main structural systems for realizing the building industrialization. However, the nonlinear behavior of the connection between the components and their combination in components or structures mainly influence the seismic behavior of precast shear wall structure under the strong earthquakes. In this project, the connection between of fabricated elements with typical structural measures in the precast shear wall structure is taken as the object. The shear-resistant deterioration mechanism of connections and seismic performance of the structure under the strong earthquakes are studied systematically by experimental research, theoretical analysis and numerical simulation. The deterioration mechanism of prefabricated connections under shear-compression loading and the impact of deterioration mechanism of fabricated component connections on the components and structures under strong earthquakes are explored. The degradation law of shear strength and stiffness, seismic damage evolution law between connections, members and structures, and energy-consumption characteristics and deformation coordination relationship between precast shear walls, cast-in-situ shear walls and laminated coupling members are revealed. The shear-slip constitutive model, stress transfer in the interface of connections and structural elastoplastic model considering connection nonlinearity are established. And then, the performance level and quantitative index of the structures are proposed. The seismic performance of the structures is evaluated by incremental dynamic analysis using vulnerability curve. The seismic design method of structure is established. The research results can provide theoretical basis and analytical method for the application of the structural system in high intensity areas.

装配式剪力墙结构是实现我国建筑工业化的一种主要结构体系,但构件连接及其与构件、结构组合的非线性行为是影响强震作用下该结构抗震性能的主要因素。本项目以装配式剪力墙结构典型构造措施的构件连接为对象,围绕“连接抗剪性能劣化机理及强震作用下结构的抗震设计”展开系统研究。采用试验研究、理论分析和数值模拟相结合的方法,探究剪-压复合作用下连接的抗剪性能与强震作用下连接抗剪劣化机理对构件、结构抗震性能的影响,揭示连接界面的抗剪强度、刚度退化规律,连接、构件及结构的损伤演化规律和预制剪力墙、现浇剪力墙与叠合连梁等主要受力构件的耗能特点、变形协调关系,建立连接的剪切-滑移本构模型、界面应力传递模型和考虑连接非线性的结构弹塑性模型,提出结构的性能水平及量化指标,采用增量动力分析拟合结构的易损性曲线以评价其抗震性能,构建整体结构的抗震设计方法。研究成果可为该结构体系在高烈度地区的应用提供理论依据和分析方法。

项目摘要

“装配式”建筑是实现我国建筑工业化的主要方式之一,具有建筑部品质量高、生产建设周期短、各专业协同化程度高等优点,同时是建筑能耗低、节能环保的绿色建造方式。然而,构件连接的受力性能及强震作用下连接与整体结构组合的非线性行为不明确是制约其在高烈度地区推广应用的瓶颈。本项目考虑键槽构造形式、界面粗糙度、结合面角度、结合面厚度、钢筋销栓作用等因素,通过试验研究了剪-压复合作用下预制构件连接双界面的抗剪性能,明确了连接界面的强度、刚度退化规律,分析了界面应力传递机理,揭示了界面抗剪性能的组成及其影响因素,识别了数值分析中界面性能关键参数,提出剪切-滑移参数化本构模型和承载力计算模式;研究了整体结构在双向地震作用下的损伤过程,掌握连接部位损伤机理及其与构件、结构之间的损伤迁移规律,基于理想弹塑性结构的恢复力模型,提出了装配整体式剪力墙结构的性能水平及量化指标,构建装配式剪力墙结构的抗震性能的评价及设计方法。研究成果对从构件连接界面的力学性能认识装配式结构的性能,具有重要意义,结构设计中的性能量化标准和评价方法,有助于推动装配式结构的性能设计,可以推动西部地区装配式混凝土结构的工程应用。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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