新型装配式钢-混凝土剪力墙结构体系及抗震性能研究

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装配式混凝土剪力墙结构在我国发展较快,符合我国国情。钢-混凝土组合剪力墙结构在高层建筑中应用广泛。带竖缝剪力墙具有延性高,抗震性能好的特点。将带竖缝剪力墙、装配式和钢板结合,提出了装配式钢板条带剪力墙,水平接缝采用高强螺栓和钢板进行连接。基于此,设计了装配式钢板条带混凝土剪力墙体系并进行抗震试验研究。主要工作如下:(1)提出了装配式钢板条带混凝土剪力墙结构体系,创新性的设计了装配式钢板条带剪力墙、装配式钢板条带组合楼板、剪力墙的水平接缝和竖向接缝等。(2)完成1片缩尺现浇钢板条带剪力墙试件和1片缩尺装配式钢板条带剪力墙试件在0.1轴压比作用下的低周反复加载试验,描述了试件的破坏现象,绘制出试件的滞回曲线和骨架曲线,并对试件的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载、刚度、延性性能、耗能能力等进行分析。试验结果表明:钢板条带延缓了剪力墙裂缝的开展和贯通,增加了剪力墙的延性和耗能能力,装配式钢板条带剪力墙的水平接缝具有较好的变形能力。(3)通过有限元软件ANSYS分别建立了现浇钢板条带剪力墙和装配式钢板条带剪力墙模型,在单调加载和低周反复加载两种方式下,分析了试件的骨架曲线,并对比了钢板应力和裂缝分布,将分析结果与试验结果对比。研究结果表明:预制试件的有限元分析结果与试验结果基本一致,现浇试件的有限元分析刚度小于现浇试件试验结果。(4)在装配式钢板条带剪力墙抗震试验的基础上,通过理论分析和计算,提出了考虑钢板条间距影响的装配式钢板条带剪力墙的抗剪承载力计算公式和水平接缝的抗剪承载力计算公式。(5)分别对现浇钢筋混凝土剪力墙、现浇钢板条带剪力墙、装配整体式钢筋混凝土剪力墙和装配式钢板条带混凝土剪力墙进行了经济性能分析,得出装配式钢板条带混凝土剪力墙比装配整体式钢筋混凝土剪力墙的造价高1.1%,比现浇钢板条带混凝土剪力墙的造价高11.3%,但其整体效益显著,值得推广应用。
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