带缝空心剪力墙结构抗震性能及其设计方法研究

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随着我国墙体改革、建筑节能等相关政策的推行,住宅产业化逐渐提上日程,围绕建筑结构传统技术进行改造和创新,开发新的住宅结构体系成为工程界首要任务之一。针对传统剪力墙结构存在的自重、刚度大,变形性能差的缺点,本文在以往研究的基础上提出了一种主要应用于多层住宅的新型结构体系:钢筋混凝土带缝空心剪力墙结构。针对其抗震性能和设计方法,作了较为系统的试验研究和理论分析: 以多层住宅结构底层抗震墙为原型,完成了两片带缝空心剪力墙板的1/2模型低周反复加载试验,对这一新型构件的抗震性能进行了系统研究。探讨了带缝空心剪力墙板在低周反复荷载下的破坏模式、滞回性能、破坏特征点、延性、耗能机制及耗能计算等抗震性能。提出了带缝空心剪力墙板的破坏形态控制指标和恢复力模型。 采用通用有限元分析软件ANSYS5.7,对带缝空心剪力墙板进行了非线性有限元分析,得出了此类新型构件在单调加载下的破坏模式、骨架曲线、破坏特征点和单调荷载下的刚度退化规律,并与试验研究结果对比分析。 进行了带缝空心剪力墙结构六层楼房的1/3模型的拟动力试验,研究了结构在水平地震作用下的受力特点、变形特征、破坏形态等力学性能;得到了结构在不同受力阶段的频率、阻尼、反应谱等动力特性变化规律;讨论了结构各楼层的水平位移、层间位移、地震力、加速度放大系数及构件应力分布规律等结构地震反应特征;指出了结构的抗震类型、薄弱层及薄弱部位;提出了多层带缝空心剪力墙结构的第一阶段设计方法和相应构造措施。
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