新型框架阻尼填充墙平面外受力机理与性能研究

Damped infill wall (DIW) is a new-type seismic wall developed by the propser, which owns clear damping mechanism, excellent energy dissipation capacity, and the capability of solving the essential seismic problems due to strong stiffness effect and strong bounding effect of infill wall.Also, DIW is economical and practical,and then has a broad application prospect. Research in this proposal aims to reveal the out-of-plane resisting mechanism of DIW, establish its seismic analysis method, and give effective construction measures for this wall to resist out-of-plane seismic motions. And the main contents are concluded as follows: 1.scheme for DIW to resist transverse load; 2.resisting mechanism and performance of DIW unit in its transverse direction; 3.resisting mechanism and performance of DIW in its transverse direction; 4.out-of-plane failure modes and mechanical model of DIW; 5.out-of-plane seismic behavior of DIW; 6.methods for out-of-plane seismic analysis of DIW,and construction measures for ensuring the out-of-plane seismic resistance of DIW. Infilled frame structures are widely applied in our country, but damaged severvely in the past earthquakes. Study of this proposal will improve the seismic design methods and theories of DIW-frame structure，promote DIW step forward to energineering practices,thus,it is of great scientific and enginering signifi- cance. Application of the achievements will surely gain great economic and social benifits.

框架阻尼填充墙是申请人自主研发的一种新型减震墙，其减震机理明确，耗能性能优良，解决了填充墙对结构产生过强刚度和约束效应所带来的根本性抗震问题，且经济、实用，具有广阔的应用前景。本项目以揭示框架阻尼填充墙的平面外受力机理，建立框架阻尼填充墙平面外抗震分析方法，明确框架阻尼填充墙的平面外抗震构造措施为总目标，主要研究内容包括：1.框架阻尼填充墙面外抗侧方案；2.阻尼填充墙单元面外受力机理与性能；3.框架阻尼填充墙面外受力机理与性能；4.框架阻尼填充墙面外失效模式与分析模型；5.框架阻尼填充墙面外抗震性能；6.框架阻尼填充墙平面外抗震分析方法与抗震构造措施。框架填充墙结构量大、面广，但在历次地震中破坏严重。本项目研究将完善框架阻尼填充墙抗震方法和理论，推动框架阻尼填充墙走向工程实践以减轻未来地震中框架填充墙结构的震害，具有重要的科学意义和工程意义。研究成果的应用必将取得显著的经济与社会效益。

框架阻尼填充墙是申请人自主研发的一种新型减震墙，解决了传统填充墙平面内对主体框架结构较高的刚度及约束效应所带来的抗震问题。但是，地震中传统填充墙常出现平面外局部甚至整体倒塌震害。本项目对框架阻尼填充墙平面外受力性能及机理进行研究，主要研究内容及结论如下：（1）从单元、框架两个层面对传统填充墙、阻尼填充墙的平面外受力性能及机理进行了数值仿真分析与试验研究。结果表明，阻尼填充墙与传统填充墙均通过拱承载机制抵抗平面外荷载，阻尼填充墙具有一定的平面外抗震能力，平面外变形模式呈“三折线”的形式；（2）对具有平面内损伤的框架阻尼填充墙、框架填充墙试件进行了平面外性能试验，研究了平面内损伤对框架阻尼填充墙平面外受力性能及机理的影响与影响程度，结果表明有平面内损伤的阻尼填充墙仍具有较高的平面外抗震能力；（3）分析了阻尼层剪切强度、柔性端填充物硬度等周边约束程度对阻尼填充墙平面外工作机制与受力性能的影响。结果表明，不同周边约束程度可改变阻尼填充墙的工作机制及受力性能；基于特定的墙-框边界条件，分析了构造参数、材料参数对阻尼填充墙平面外受力性能的影响规律。结果表明，砌体抗压强度平均值、墙体高厚比以及拉结筋强度是平面外受力性能的主要影响参数，而轴压比的影响不大；（4）根据阻尼填充墙的平面外破坏特征，提出了阻尼填充墙平面外抗侧构造措施，通过阻尼填充墙单元、框架阻尼填充墙试验验证了平面外抗侧构造措施的有效性并对其进行优选；（5）建立了阻尼填充墙平面外宏观力学模型，验证了模型的合理性。结果表明，平面外宏观力学模型的物理意义明确，可较好体现阻尼填充墙平面外的宏观力学性能，具有较好的模拟效果；（6）将减震楼梯和阻尼填充墙进行结合，提出了消能楼梯间，分析了其减震性能、设计参数的影响规律、带消能楼梯间的框架结构抗震性能。结果表明，消能楼梯间可有效削弱传统楼梯间楼梯梯板的支撑效应以及填充墙刚度与约束效应；（7）提出减震墙板加固震损框架的方法并进行试验验证。结果表明，该方法可有效提高震损修复框架结构的抗震性能,削弱震损框架中墙板对框架的刚度效应和约束效应，避免墙板在地震中破坏。框架填充墙结构量大、面广，震害严重，本项目对阻尼填充墙受力性能及机理、平面外抗侧构造措施的研究，将进一步完善框架阻尼填充墙抗震方法和理论，推动阻尼填充墙的工程应用，将产生显著的社会及经济效益。