高轴压比钢管高强混凝土矮墙抗震抗剪机理与设计方法研究

基本信息
批准号:51478243
项目类别:面上项目
资助金额:85.00
负责人:赵作周
学科分类:
依托单位:清华大学
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:贺小岗,邓飞,韩文龙,周剑,杨馨
关键词:
高轴压比钢管高强混凝土抗震设计方法抗剪机理矮剪力墙
结项摘要

A new type of steel tube reinforced high strength concrete squat wall (STRHSCSW) has been proposed, in which some concrete filled tubes (CFTs) are embedded along the height of the wall cross section. With the help of high performance of CFTs under axial force and combination of axial force and lateral shear force, load resisting capacity of the squat wall will be improved. Seismic damage of a RC shear wall structure with such STRHSCSWs will be controlled and the structure seismic collapse resisting capacity under mega earthquake excitation can be increased as well. 6 STRHSCSW specimens will be loaded to failure under un-axial loading and 4 high strength concrete squat wall (HSCSW) specimens and 8 STRHSCSW specimens will be loaded to failure under lateral load and high axial force. Nonlinear analysis of the specimens and parameter study will be conducted as well. Behavior of the STRHSCSW under un-axial loading, its shear resisting mechanism, failure mode, load resisting capacity, ductility and energy dissipation capacity will be carefully studied. Load resisting capacity prediction method under axial load and combination of the axial load and the lateral load will be proposed as well. Its seismic design principle and construction detailing requirements will be suggested. The load-displacement hysteresis model and skeleton curve model and related basic parameter determination method will be proposed. Output of the study can be used for STRHSCSW's application and improvement of the related seismic design codes.

提出了一种在高强混凝土剪力墙中部设置钢管形成的新型组合剪力墙形式。利用钢管混凝土柱受压性能好、受剪承载力高的优点,提高剪力墙的承载力,控制钢筋混凝土结构的地震损伤,提高建筑结构的抗震能力特别大震下的抗地震倒塌能力。经初步试验提出的设想是可行的。拟通过6个钢管高强混凝土墙试件的轴心受压试验、4个高强混凝土矮墙试件与8个钢管高强混凝土矮墙试件在高轴压比下的模拟地震往复压剪试验研究与分析,试件的非线性有限元模拟分析与参数分析,研究这类剪力墙的轴心受压与抗震抗剪性能,揭示钢管高强混凝土矮墙中钢管不同布置形式下的受压破坏过程、受剪机制、破坏特征、抗剪承载力、延性、耗能能力的变化规律,提出钢管高强混凝土矮墙的受压承载力计算方法与轴压比计算方法,提出钢管高强混凝土矮墙的抗震设计原理、钢管合理布置原则与抗震构造措施建议与滞回性能与骨架曲线参数模型及参数确定方法。成果可为其工程应用与相关结构修订参考。

项目摘要

提出了一种在高强混凝土剪力墙中部设置钢管的新型组合剪力墙形式。完成了12个试件的轴压试验与数值模拟与参数分析,研究了钢管混凝土组合构件的受力全过程、钢管混凝土与管外混凝土间的轴力分配情况以及其破坏模式。试验表明,钢管组合构件具有优异的竖向承载能力与变形能力以及延性;组合构件达到轴压峰值之前,组合构件各部分的轴力可以根据各自的竖向压缩刚度进行分配。基于试验与数值模拟结果,建议了其轴压承载力以及轴压比的建议计算方法。完成了5个钢管混凝土矮墙的拟静力试验与数值模拟与参数分析,研究了轴压比、钢管的布置形式、抗剪件类型以及钢管间的连接对其抗震性能的影响。试验表明,该类型矮墙呈现明显的延性破坏模式,在高轴压比下具有良好的变形能力与稳定性。使用OpenSees对五片钢管混凝土矮墙进行了模拟,并对墙体高宽比、水平钢筋配筋率、混凝土强度、轴压比以及钢管数量等参数对其抗震性能的影响进行了参数分析。基于复合拉压杆模型建立了钢管混凝土矮墙的受剪承载力预测方法,提出了钢管混凝土矮墙的四折线恢复力模型,给出了各个关键点的取值方法以及各个阶段的加载刚度。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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