【摘 要】
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基于铝模的全混凝土外墙（文中简称为带拉缝外墙）因其在施工中的显著优势被广泛应用于高层建筑中。已有研究表明砌体填充墙的存在对框架结构抗震性能有显著影响,但研究带拉缝外墙对剪力墙结构抗震性能的影响寥寥无几,我国现阶段设计仅将其视作非结构构件,计算时以梁上施加混凝土墙荷载的形式代替带拉缝外墙对RC剪力墙结构的影响。针对设计时忽略带拉缝外墙对梁刚度的贡献和对结构刚度的影响,本文的研究思路为:通过将实际工程
【基金项目】
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广东省基础与应用基础研究基金委员会（2020A1515010739）; 广州市科学技术局（202103000038）
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基于铝模的全混凝土外墙（文中简称为带拉缝外墙）因其在施工中的显著优势被广泛应用于高层建筑中。已有研究表明砌体填充墙的存在对框架结构抗震性能有显著影响,但研究带拉缝外墙对剪力墙结构抗震性能的影响寥寥无几,我国现阶段设计仅将其视作非结构构件,计算时以梁上施加混凝土墙荷载的形式代替带拉缝外墙对RC剪力墙结构的影响。针对设计时忽略带拉缝外墙对梁刚度的贡献和对结构刚度的影响,本文的研究思路为:通过将实际工程中外围梁的尺寸放大来考虑带拉缝外墙对结构整体刚度的影响,基于神经网络和参数敏感性分析做机理研究,探究梁的等效尺寸放大系数和结构刚度放大系数的影响因素,其中等效尺寸放大系数可通过结构顶点位移等效得到,结构刚度放大系数可通过结构顶点位移比值得到;通过小震弹性、大震静动力弹塑性分析,比较外围梁刚度放大前、后结构抗震性能的差异,说明考虑带拉缝外墙刚度贡献的必要性。主要研究内容和结论如下:（1）提出拉缝材料等效刚度的简化计算方法。结合拉缝材料的受力特点进行弹性模量的换算以简化计算。（2）搭建典型单榀剪力墙模型数据库。选取单榀剪力墙中的梁跨度和高度、层高和层数、单肢墙宽和墙宽比作为输入,基于壳单元DKGQ模拟梁墙构件,设计20160组单榀剪力墙,批量生成等效尺寸放大系数和结构刚度放大系数,并进行各输入与输出的相关性分析。（3）搭建神经网络预测模型并进行参数敏感性分析。等效尺寸放大系数和结构刚度放大系数预测的R~2值分别达到0.97和0.92,证明了预测模型性能较优,预测效果稳定且可靠。基于MIV敏感性分析,探究各输入对输出的敏感性大小并给出排序。（4）基于小震弹性分析,探究外围梁刚度放大对结构响应和配筋用量的影响。基于预测的等效尺寸放大系数,对外围梁的梁宽和梁高等比例放大,对外围梁放大前、后的结构进行小震弹性分析,结果表明:（1）结构基底剪力和倾覆弯矩平均放大2倍左右。（2）钢筋总量放大约2.5倍,其中梁和墙配筋分别放大约4.5倍、1.4倍。（5）基于大震弹塑性分析,探究带拉缝外墙的刚度贡献和按照外围梁刚度放大后配筋对结构响应和构件性能的影响。对比分析3个剪力墙结构（忽略刚度贡献,考虑刚度贡献并按原设计配筋,考虑刚度贡献并按梁刚度放大后配筋）,证明了设计时应当考虑刚度贡献。结果表明:考虑刚度贡献后,结构基底剪力和倾覆弯矩平均放大3倍左右。（6）基于静力弹塑性分析,对比分析前述3个剪力墙结构各构件破坏机制的差异。结果表明:考虑刚度贡献并按原设计配筋,剪力墙斜截面破坏先于框架梁、连梁,且剪力墙斜截面破坏先于正截面,结构是偏于不安全的。
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