鋼筋混凝土帶暗支撐剪力墻抗震機(jī)理研究

鋼筋砼帶支撐剪力墻，是申請(qǐng)者提出并已獲國(guó)家專(zhuān)利的一種新型抗震耗能剪力墻。典型試驗(yàn)研究表明，它與同等條件下的普通剪力墻承載能力提高百分之二十，耗能能力提高百分之三十。本項(xiàng)目通過(guò)抗震試驗(yàn)及非線(xiàn)性有限元分析，對(duì)該新型剪力墻的抗震機(jī)理進(jìn)行深入研究，建立符合其特征的力學(xué)計(jì)算模型，提供其合理的抗震設(shè)計(jì)理論與方法并用于工程。 2100433B

提出鋼筋混凝土帶支撐剪力墻并獲國(guó)家專(zhuān)利。提出異形截面帶暗支撐短肢剪力墻－帶暗支撐筒體這一結(jié)構(gòu)體系。抓住增強(qiáng)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)抗震能力這個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，將申請(qǐng)者已有帶暗支撐一字形截面長(zhǎng)肢剪力墻的研究進(jìn)行拓展，首次采用在較薄弱的異形截面短肢剪力墻墻肢和筒體的底部加設(shè)暗支撐的方法，提高結(jié)構(gòu)整體的抗震能力。相關(guān)聯(lián)地、較系統(tǒng)地從構(gòu)件到結(jié)構(gòu)、從靜力試驗(yàn)到動(dòng)力試驗(yàn)、從試驗(yàn)到理論、從理論到設(shè)計(jì)進(jìn)行帶暗支撐短肢剪力墻－帶暗支撐筒體結(jié)構(gòu)的抗震性能和設(shè)計(jì)理論的研究，解決異形截面帶暗支撐短肢剪力墻復(fù)雜受力的問(wèn)題，建立其抗震分析力學(xué)模型和理論公式，給出結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)原則、實(shí)用設(shè)計(jì)方法及構(gòu)造措施，為工程應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。 2100433B

混合暗支撐高阻尼剪力墻結(jié)構(gòu)體系，是在混凝土中摻加一定比例的聚合物以增強(qiáng)混凝土的抗沖擊韌性與阻尼, 在墻肢中設(shè)置暗支撐以提高剪力墻的抗震承載能力、耗能與變形能力,在連梁中內(nèi)置帶抗剪釘鋼板以解決鋼筋暗支撐連梁的鋼筋擁擠難題。增強(qiáng)阻尼混凝土提高了剪力墻的開(kāi)裂強(qiáng)度與耗能能力,墻肢中的暗支撐與連梁中內(nèi)置帶剪力釘鋼板構(gòu)成的混合暗支撐起到了有效控制剪力墻合理破壞機(jī)制的作用。本課題對(duì)混合暗支撐高阻尼剪力墻結(jié)構(gòu)體系的抗震性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究與理論分析，主要內(nèi)容和結(jié)果如下：(1).完成了對(duì)50個(gè)不同配比、不同部位配置聚合物的砂漿試件的阻尼測(cè)試,得到了砂漿阻尼增強(qiáng)效果好且經(jīng)濟(jì)的聚灰比及局部添加聚合物的構(gòu)件長(zhǎng)度;完成了14組不同配比的增強(qiáng)阻尼混凝土的材性實(shí)驗(yàn)，研究了聚灰比、乳液共混及不同纖維摻入對(duì)增強(qiáng)阻尼混凝土基本力學(xué)性能的影響,得到了阻尼增強(qiáng)效果較優(yōu)的摻料百分比;完成了9組共27個(gè)不同配比、不同部位配置聚合物的增強(qiáng)阻尼混凝土懸臂梁的阻尼測(cè)試，得到了高阻尼混凝土懸臂梁的阻尼比與變形的統(tǒng)計(jì)關(guān)系。(2).完成了3片帶暗支撐中高剪力墻的抗震性能試驗(yàn)，得到的抗震性能指標(biāo)與破壞機(jī)制均優(yōu)于普通混凝土剪力墻，同時(shí)評(píng)估了高阻尼剪力墻經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)與抗震耗能效果的關(guān)系。(3).完成了縮比為1/4的兩片不同連梁跨高比的帶鋼筋暗支撐的雙肢高阻尼剪力墻及兩片不同連梁跨高比的帶鋼板暗支撐的雙肢高阻尼剪力墻的抗震性能試驗(yàn)，得出此剪力墻體系能有效提高抗震能力，而經(jīng)濟(jì)上也能被工程界所接受。(4).以試驗(yàn)數(shù)據(jù)為校核基準(zhǔn)，以ABAQUS分析軟件為平臺(tái)，提出了新的剪力墻宏觀單元模型，建立了混合暗支撐高阻尼剪力墻結(jié)構(gòu)體系非線(xiàn)性有限元分析精確與實(shí)用分析方法; 提出了兩種精細(xì)積分方法、減縮精細(xì)積分方法，建立了混合暗支撐高阻尼剪力墻結(jié)構(gòu)體系動(dòng)力非線(xiàn)性精細(xì)計(jì)算方法并編寫(xiě)了計(jì)算機(jī)程序。(5).發(fā)明了內(nèi)藏鋼板-鋼筋暗支撐高阻尼組合低剪力墻，并對(duì)其進(jìn)行了抗震性能試驗(yàn)與非線(xiàn)性數(shù)值模擬，總結(jié)了提高其耗能特性的參數(shù)取值范圍。(6).研究了位移反應(yīng)譜，完成了混合暗支撐高阻尼剪力墻結(jié)構(gòu)體系的非線(xiàn)性數(shù)值模擬與參數(shù)分析，歸納得到了不同剪跨比的剪力墻的恢復(fù)力模型，建立了基于位移的混合暗支撐高阻尼剪力墻結(jié)構(gòu)體系的抗震設(shè)計(jì)方法。(7).提出了快速增量動(dòng)力分析方法與結(jié)構(gòu)破壞概率計(jì)算的離散格式，以此為基礎(chǔ)建立了基于概率性能的混合暗支撐高阻尼剪力墻結(jié)構(gòu)體系的抗震設(shè)計(jì)方法。 2100433B