钢筋混凝土框架-内嵌式墙体结构抗震性能研究

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  钢筋混凝土框架-内嵌式墙体结构体系是一种新型装配式工业建筑结构形式,在框架柱的侧面预留插槽,预制混凝土墙板插入插槽中和整体结构相连,可大幅节约时间成本、提升施工质量,是换流站阀厅优选的结构体系之一。本文对钢筋混凝土框架-内嵌式墙体结构进行了地震模拟振动台试验及非线性有限元分析,探究了该结构在不同烈度下的抗震性能。具体研究内容及成果如下:
  1.综合原型结构特性与试验室条件,根据相似理论,设计并制作了框架-内嵌式墙体预制钢筋混凝土装配式结构的1/3缩尺非满配重试验模型。
  2.选用三条适用于不同场地类别的地震波逐级加载,记录试验模型在三条地震波下的加速度时程与位移时程;在各级地震波加载前后进行白噪声扫频,根据模态分析结果,研究结构的动力特性,考察重点部位的应变反应及裂缝发展情况。
  3.最终试验结果表明,振动台试验模型较好的模拟了原型结构的地震响应,墙板对整体结构刚度的增强效果不可忽略;该结构完全满足我国抗震设防要求,其最大层间位移角满足我国抗震规范规定的层间位移角限值;结构的薄弱部位在一层,试验中第一条裂缝出现在一层梁端,试验结束后一层框架梁、框架柱及墙柱连接处均有不同程度的破损,设计时应适当加强。
  4.采用ABAQUS有限元分析软件,建立钢筋混凝土框架-内嵌式墙体结构的精细化有限元模型,计算结构在不同地震作用下的响应,并与试验结果进行对比。结果表明,有限元结果与试验结果整体上吻合良好,证明根据相似理论设计的振动台试验模型的正确性;相比于弹性阶段,ABAQUS有限元分析软件更适合对此类结构进行弹塑性时程分析;适当减少内嵌式墙体数量可提高结构整体刚度,但过度提升则会使结构处于抗震不利状态。
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