含减震外挂墙板装配式混凝土框架结构基于性能设计方法研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wytlxj
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新型含减震外挂墙板(Energy Dissipation Cladding Panel,简称EDCP)装配式混凝土框架结构体系是一种由U型钢板消能器和外挂墙板构成的减震结构和主体框架结构组合形成的双重受力体系。由于主要的预期耗能部位与结构承重体系分离,通过合理的性能化设计,减震结构可以作为第一道抗震防线,在地震作用下通过屈服耗散地震能量,减小主体结构地震响应,从而使结构具有更高的抗震性能。对于这种结构,有必要提出更高的抗震设防目标以及与之相适应的设计方法。本文结合我国第五代《中国地震动参数区划图》,针对含EDCP装配式混凝土框架结构提出了“多遇地震不坏,设防地震可迅速恢复,罕遇地震可修复,极罕遇地震不倒塌”四水准抗震性能目标,并在已有研究基础上,提出了能够实现含EDCP装配式混凝土框架结构四水准抗震性能目标的基于能量平衡的塑性设计方法和基于位移的抗震设计方法。具体研究工作如下:(1)在已有基于能量平衡抗震设计方法基础上,对关键设计参数和设计过程进行修正,提出了适用于新型含EDCP装配式混凝土框架结构体系,且能够实现其四水准抗震性能目标的基于能量平衡的实用抗震设计方法。(2)采用所提出的基于能量平衡的塑性设计方法,设计了一栋典型含EDCP装配式混凝土框架结构。采用Perform-3D软件建立实例结构的有限元模型,对其进行了弹塑性时程分析,研究了这一结构体系地震作用下的受力性能和损伤演化规律,重点通过各类构件在不同水准地震下的反应评估了所提出抗震性能目标的实现情况,验证了设计方法的合理性。(3)给出了新型含EDCP装配式混凝土框架结构基于位移的抗震设计方法和设计步骤。采用提出的方法进行了典型的设计,并对设计的结构进行了不同水准地震作用下的弹塑性时程分析,对所提出设计方法进行了验证。(4)以采用基于能量平衡的塑性设计方法设计的典型含EDCP装配式混凝土框架结构为分析对象,将其抗震性能与不含EDCP的抗震结构进行了对比分析,研究了减震外挂墙板与主体结构的协同减震机理,评估了其减震效果。
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