自适应分缝剪力墙抗震性能研究

基于性能的抗震设计中，多水准设防是重要的设计原则。自适应分缝剪力墙是本项目提出并发展的一种能实现多水准设防的新型剪力墙：通过在钢筋混凝土剪力墙中以一定间距沿竖向布置开孔薄钢板或冷弯薄壁型钢，使剪力墙在弹性阶段为整体墙，满足小震阶段的性能需求；进入弹塑性阶段后，沿冷弯薄壁型钢或薄钢板与混凝土的交界处出现竖向裂缝，墙体演变为分缝剪力墙，可满足结构在大震阶段的性能需求。竖向裂缝的出现和形态与水平作用相适应，作用较小时不分缝或分缝少，较大则分缝多，具有自适应特性。自适应分缝剪力墙能避免剪切破坏，把损伤集中在预期的部位，从而较容易的预测结构的性能，实现性能化抗震设计。本项目将研究自适应分缝剪力墙的自适应特征、抗震性能及设计方法，包括：①自适应分缝剪力墙的关键构造及自适应分缝机理；②自适应分缝剪力墙的抗震性能，建立承载力计算理论模型和恢复力模型；③含自适应分缝剪力墙的结构的抗震性能，提出实用设计方法。

本项目提出了自适应分缝剪力墙，研究了混凝土结构构件的自适应分缝性能；进行了32个足尺剪力墙抗震性能试验，研究了现浇自适应分缝剪力墙和装配整体式自适应分缝剪力墙的主要基础理论问题和关键技术问题。研究表明自适应分缝剪力墙在水平荷载作用下经历整截面受力到分缝剪力墙受力的过程，可避免脆性破坏，变形能力良好。本项目揭示了现浇自适应分缝剪力墙竖向裂缝的开展机理和墙体破坏机制，建立了墙体竖向裂缝开展的力学模型；研究了新型剪力墙的抗震性能，建立了墙体恢复力模型；提出了计算新型剪力墙受剪承载力的拉压杆-滑移理论分析模型，建议了受弯承载力计算公式。本项目进行了不同构造、不同控制参数的装配整体式自适应分缝剪力墙的拟静力试验，研究其抗震性能，提出了受剪承载力计算方法。本项目将推动新型抗震体系的工程应用。