装配式复合剪力墙简化计算方法研究及结构地震反应分析

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随着装配式建筑在我国的发展以及节能环保观念的增强,越来越多的装配式墙板构件中加入了保温隔热材料。目前在我国装配式建筑中,保温材料多是附着在承重构件上,而装配式保温与结构一体化墙板的研究还很少。基于前期研究成果,提出了一种保温与结构一体化的新型混凝土装配式剪力墙,即在混凝土剪力墙中间嵌入保温板,两侧加入双排配筋,通过钢筋绑扎等物理连接方式将保温板与混凝土共同组成复合剪力墙板,在保证墙板具有承重性能的前提下兼顾保温性能。由于复合剪力墙构造复杂,若采用实体单元来建立模型,会因单元数量多而导致计算量大、结果不收敛等一系列问题。本文通过对所提出的剪力墙进行构造分析,提出一种均质简化方法,将构造较为复杂的剪力墙均质等效为一种材料属性单一的剪力墙,并通过有限元软件进行模拟,将模拟结果与试验进行对比,验证简化计算方法的可靠性。为了进一步研究该剪力墙在结构体系中的抗震性能,以某工程为背景,分别建立了一栋6层与一栋12层有限元模型,分析该剪力墙的抗震性能。本文主要研究内容及研究成果如下:1、根据本文所提出新型装配式复合剪力墙构造特点,提出一种均质化等效简化计算方法,推导得出剪力墙均质化之后的弹性模量、剪切模量与泊松比等参数公式;2、利用有限元软件建立均质化墙板模型,对墙板进行低周往复试验模拟,将计算结果与试验结果进行对比,并分析了计算结果与试验结果之间的误差,验证了本文提出的均质简化计算方法是可靠的;3、以某一在建工程为背景,利用有限元软件分别建立一栋6层、一栋12层有限元模型,并对模型进行模态分析、反应谱分析、瞬态动力分析,研究模型自振周期、频率、各层层间位移、楼层顶点位移及模型底部剪力。通过分析数据,得出本文提出装配式复合剪力墙结构体系相关抗震指标在满足国家有关规范同时,可以提高结构体系的保温性能。
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