内容简介
本次设计为北京工业大学博士学位论文
短肢剪力墙是指截面高厚比为5~8的剪力墙。短肢剪力墙结构与普通剪力墙结构相比,具有自重轻、平面布置灵活的特点,因此近年在住宅建筑中得到了较多的应用。短肢剪力墙截面形式多为T形、L形、Z形等。然而,短肢剪力墙结构与普通剪力墙相比,其抗侧刚度相对较小、抗震能力相对较差。针对短肢剪力墙的这些特点,本文提出了带暗支撑短肢剪力墙结构,并进行了较系统的试验及理论研究。主要贡献如下:
1.提出了带暗支撑短肢剪力墙结构并已获国家专利。首次完成了两个短肢剪力墙结构模型的模拟地震振动台试验研究,一个为普通短肢剪力墙结构模型,一个为带暗支撑短肢剪力墙结构模型。较系统的研究了该结构:各阶自振频率、振型、阻尼比;振动台台面及各楼层的绝对加速度反应;各楼层加速度动力放大系数;模型各层的层间位移反应及模型顶点相对基础的位移反应;模型钢筋应变反应;结构的裂缝发展规律及屈服机制。
2.在振动台试验研究基础上,建立了带暗支撑短肢剪力墙结构动力非线性分析的宏观有限元模型及理论方法,进行了相应的结构非线性时程分析,计算结果与实测结果符合较好。
3.在振动台试验研究基础上,建立了暗支撑短肢剪力墙结构静力弹塑性分析的等效斜撑框架模型及理论方法,进行了相应的结构Pushover分析,揭示了两结构屈服机制,计算结果与实测结果符合较好。
4.在试验及理论研究基础上,对一框架.暗支撑短肢剪力墙结构进行了PuShover分析,研究了其抗震性能、层间位移和破坏屈服机制,并对其抗震能力进行了评估,探讨了暗支撑短肢剪力墙结构的适用范围。
5.在试验及理论研究基础上,提出了合理的抗震设计建议和构造措施。
主要结论:
1.带暗支撑短肢剪力墙结构与普通短肢剪力墙结构相比:弹性阶段,二者刚度相近,动力特性及动力反应相近;弹塑性阶段,带暗支撑短肢剪力墙结构比普通短肢剪力墙结构刚度退化相对较慢,自振频率衰减相对较慢,阻尼比增大相对较慢。
2.带暗支撑短肢剪力墙结构与普通短肢剪力墙结构相比,开裂及破坏时所承受的最大加速度峰值均显著提高;混凝土开裂后,带暗支撑短肢剪力墙结构各层层间相对位移及顶点位移明显小于普通短肢剪力墙结构的相应值。
3.带暗支撑短肢剪力墙结构墙肢塑性铰区域及连梁根部塑性铰区域明显大于普通短肢剪墙结构,这是结构抗震耗能能力强的重要表征。
4.所建立的暗支撑短肢剪力墙非线性动力分析模型及理论方法,以及所建立的静力弹塑性分析模型及理论方法较为简便适用,计算结果与实测结果符合较好。
总之,本文提出并研究的带暗支撑短肢剪力墙结构抗震能力比普通短肢剪力墙结构显著提高,可以用于实际工程。
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