带框预制钢筋混凝土剪力墙混合结构抗震性能及设计控制

Prefabricated reinforce-concrete shear wall structures with composite frame can realize characteristics of green building, and is fit for architectural industrialization, which is significant to the practical applications. The research achievements of this project will provide analysis and design method for this kind of prefabricated composite structure. The key problems on cooperative bearing, load transmission mechanism between prefabricated reinforce-concrete shear wall and composite frame, develop of seismic damage and failure mechanism of the structure, formation of multiple lateral-load-resisting system and ductility will be solved. After study on connection behaviour between prefabricated shear wall and composite frame, a finite element nonlinear model considerring interfacial bond property, semi-rigid joints, and damage constitutive model will be established based on layered shell elements and fiber beam elements to investigated seismic damage and failure mechanism of prefabricated reinforce-concrete shear wall structures with composite frame. Multiple lateral-load-resisting system, formation mechanism of ductility and energy dissipation will be cleared, normal use stage design method and performance-based seismic design theory for prefabricated reinforce-concrete shear wall structures with composite frame will be provide systemically. Innovation achievements on reliability of the connection, finite element modeling theory, normal use stage design method and performance-based seismic design theory will support for be referred for codes amd practical engineering design.

带框预制钢筋混凝土剪力墙混合结构可实现绿色建筑特性，满足装配整体式结构需要，其推广应用具有重要价值，本项目研究成果将系统提出带框预制剪力墙混合结构的分析方法和设计理论，为其应用铺平道路。本项目拟针对边框架与预制钢筋混凝土剪力墙协同受力机理和连接传力机制，及其组成的预制剪力墙混合结构的地震损伤演化与失效机理、多重抗侧力体系及延性耗能形成机制等关键科学问题开展研究，揭示边框与预制混凝土剪力墙的连接性能，提出考虑柱墙粘结滑移、节点半刚性、材料损伤本构的非线性有限建模理论，研究该混合结构的地震损伤演化与失效机理，建立其多重抗侧力体系、延性和耗能形成机制，系统提出带框预制剪力墙混合结构的正常使用阶段设计方法和基于性能化控制指标的抗震设计理论。取得带框预制剪力墙的连接可靠性、非线性有限元建模理论，正常使用阶段设计方法和基于结构性能的抗震设计方法等创新成果。为相应规范制定和工程设计提供理论支撑。

带框预制钢筋混凝土剪力墙混合结构可实现绿色建筑特性，满足装配整体式结构需要，其推广应用具有重要价值。本项目对带框预制钢筋混凝土剪力墙混合结构中边框架与预制钢筋混凝土剪力墙连接滞回性能、带框预制钢筋混凝土剪力墙混合结构整体抗震性能进行了较为系统的研究。.边框架与预制钢筋混凝土剪力墙连接滞回性能研究方面，进行了钢管混凝土边框柱与预制RC剪力墙接合面滞回性能试验研究与分析，得到了预制组合剪力墙接合面承载力、延性及耗能能力、刚度退化等滞回性能，并与现浇试件连接性能进行对比。在Ollgaard滑移模型的基础上，依据试验实测荷载-滑移曲线，考虑粘结-滑移曲线下降段，提出了钢管混凝土边框柱与预制RC剪力墙接合面的滑移本构模型。建立了边框柱与预制剪力墙接合面数值分析模型，在模型得到本项目连接试验研究验证的基础上，对接合面破坏模态、受力全过程应力应变发展等工作机理进行了研究，在参数分析的基础上，提出了边框柱与预制剪力墙接合面设计方法。.在带框预制钢筋混凝土剪力墙混合结构整体抗震性能研究方面，提出了一种新型装配式钢管混凝土框架剪力墙结构并以预制钢筋混凝土剪力墙墙体板高宽比、连接型钢厚度、边框柱轴压比、边框柱截面类型为主要参数进行了试验研究。通过试验研究获得了预制装配式钢管混凝土框架剪力墙结构在往复荷载下的破坏过程和破坏模态、荷载-位移关系曲线、骨架曲线、强度及刚度退化、位移延性、耗能能力、变形等特性。建立了新型带框预制钢筋混凝土剪力墙混合结构数值分析模型，进行机理分析，明晰了破坏机制。基于参数分析，得到新型预制墙板抗剪承载力计算公式。最后，对带框预制钢筋混凝土剪力墙混合结构整体抗侧刚度计算、基于性能设计进行了研究，并提出了边框柱与预制墙板连接设计方法和有关构造要求。.本研究可为带框预制钢筋混凝土剪力墙混合结构的应用和设计提供参考。