短肢剪力墙-砌块组合墙受力特征及计算方法研究

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短肢剪力墙-砌块组合墙是具有较大初始刚度和极限承载力,能够分阶段耗散地震能量,具备多道抗震防线的新型抗震体系。课题组前期对短肢剪力墙-砌块组合墙体的拟静力试验,对组合墙的破坏特征、变形能力、刚度退化及耗能能力进行了研究。表明组合墙各部分能够共同工作,具有良好的协同工作性能,在试验中砌块墙首先破坏,充当了结构的第一道抗震防线,组合墙表现出较好的耗能能力。在之前研究的基础上本文对组合墙各部分的相互作用、破坏模式及计算方法进行研究,主要内容如下:通过对试验中组合墙破坏过程、破坏形态及试验数据分析,对组合墙各部分的相互作用进行了分析,提出在弹性阶段,组合墙体可以看做是整体悬臂墙,砌块墙和连梁组成的部分相当于等效腹板,混凝土墙肢相当于整体墙的拉压区,并通过对墙肢纵向钢筋的应变分析证实了该论点;内嵌砌块墙在压溃前,对结构刚度及承载力均有较大贡献,尽管在水平作用较小时砌块墙产生微裂缝,但仍然能够传递荷载,微裂缝的发展对结构刚度及承载力影响并不十分明显;砌块墙水平通缝形成后,在构造横梁、混凝土墙肢及连梁的约束下仍然具备一定参与整体工作的能力。文章提出组合墙主要以整体弯矩抵抗侧向荷载,破坏模式以整体弯曲破坏为主,不同于一般短肢剪力墙的各肢独自弯曲破坏,墙肢破坏形态来看属于拉剪破坏,以受拉破坏为主。在对短肢剪力墙-砌块组合墙破坏形态及受力特征分析的基础上,提出了组合墙的等效整体墙简化计算模型,在计算时将墙肢间的砌块墙和连梁等效为整体墙的腹板,通过变形连续条件建立微分方程求解内力。本文给出了计算参数确定的方法及求解的过程。在对试验结果和对组合墙内力分析的基础上给出了针对设计的建议;对组合墙的抗震概念设计进行了讨论,建议了要确保组合墙的具备多道抗震防线的计算参数取值、内力调整及一些构造措施。
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