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剪力墙是高层建筑的主要竖向抗侧力构件,研发抗震性能好的新型钢-混凝土组合剪力墙已成为高层建筑抗震设计亟待解决的关键技术问题。本文在课题组已有相关研究工作的基础上,提出了钢管混凝土边框内藏钢板剪力墙,并对其进行了抗震试验与理论研究。本文主要工作与贡献如下:
1.提出了钢管混凝土边框内藏钢板剪力墙,完成了4个1/12缩尺的不同高宽比和不同构造的钢管混凝土边框钢板组合剪力墙模型的模拟地震振动台试验研究。试验中输入Taft地震波。分析了各试件在不同峰值加速度输入下的动力特性、加速度时程反应、位移时程反应、应变时程反应和破坏过程,揭示了不同构造剪力墙的抗震机理。
2.提出了钢管混凝土叠合边框内藏钢桁架剪力墙,完成了4个1/12缩尺的不同高宽比和不同构造的钢管混凝土叠合柱边框组合剪力墙模型的模拟地震振动台试验研究。试验中输入Taft地震波。分析了各试件在不同峰值加速度输入下动力时程反应和破坏特征,得出了不同构造剪力墙的地震损伤演化过程。
3.针对本文提出的剪力墙的构造特点,用ABAQUS软件的实体模型对4个钢管混凝土边框钢板组合剪力墙模型进行了静力推覆分析;分别用ABAQUS软件的实体模型和SAP2000软件的宏观模型对8个剪力墙模型进行了弹塑性时程分析,分析结果与试验结果符合较好。
4.给出了钢管混凝土边框内藏钢板剪力墙和钢管混凝土叠合边框内藏钢桁架剪力墙的抗震设计建议。
研究表明:钢管混凝土边框内藏钢板剪力墙,抗震承载力较大,具有良好的延性和抗震耗能能力;钢管混凝土叠合边框内藏钢桁架剪力墙,可充分发挥钢管混凝土叠合柱的抗震优势,其内藏钢桁架有效制约了剪力墙斜裂缝的出现和发展,显著提高了剪力墙的后期刚度和综合抗震能力。