新型混凝土石膏墙板抗震性能与损伤机理及其相应结构体系研究

In this project, a new type of plasterboard filled with concrete will be researched and its shear capacity, deformation capacity, failure characteristics, the ductility of members, energy dissipation will be got. The force mechanism and failure mode of different members will be studied and compared in the whole damage process from crack to yield and to ultimate failure. These parameters will be used to study and evaluate the seismic behaviour of the new type of plasterboard. The seismic behaviour of the new structural system will be studied and the evolutional process of the new system will be investigated by using a series of composite shear wallboards in different story layers. The internal mechanism of structural evolution will be revealed by analysis. The laws of definition and the corresponding calculation method will be proposed. The key and weak point of changing structural performance will be found by dynamic analysis on different structural systems and the simplified calculation method suitable for these systems will be proposed. All of these will provide theoretical foundations and methods for using these new plasterboard filled with concrete and the new structural systems composed of new wallboards in practical application.

本项目以新型混凝土石膏墙板作为研究对象，通过足尺墙板与节点的试验，研究墙板的抗剪承载能力、变形能力、破坏特征、构件的延性、耗能特性等；通过不同类型新型混凝土石膏墙板从开裂、屈服至最终破坏的整个损伤过程，比较及研究不同类型构件的受力机理与破坏形态；根据这些参量研究与评判新型混凝土石膏墙板的抗震性能；通过对新型混凝土石膏墙板构成的建筑结构体系进行抗震性能分析，研究在同一建筑结构中的不同层域采用不同类型的复合剪力墙板所引起的结构体系的演变过程；通过对结构体系类型的演变分析，揭示演变的内在机理，给出体系演变的界定条件及相应的计算方法；通过对不同结构体系的动力特性分析，给出影响结构性能变化的关键点与薄弱点，提出适合此类结构体系的简化计算方法，为新型混凝土石膏墙板及采用此类墙板的新的结构体系的实际应用与发展提供理论依据与方法。

为了深入推进墙体材料的革新，推动资源综合利用，促进节能减排目标任务的实现，应用节能利废的墙体材料新技术、新产品，推动墙体材料行业节能降耗。在新墙体材料中，石膏建筑材料和相关制品具有其优异性能，如质量轻、保温、隔音、耐火、舒适、对环境无污染等，而由工厂预制的防水玻璃纤维石膏含孔腔墙板，在孔洞中灌入混凝土并配置受力钢筋，形成的混凝土石膏复合墙板具有广阔的应用前景。工厂预制的防水玻璃纤维石膏含孔腔墙板，在孔洞中灌入混凝土并配置受力钢筋，形成的混凝土石膏复合墙板具有广阔的应用前景。.本项目为了进一步提高混凝土石膏复合墙板的抗震性能，提高其与节点连接的，提出在墙体内的石膏隔板上沿高度方向隔距开洞，灌注混凝土后构成了混凝土密肋梁和密肋柱的新型混凝土石膏复合墙板。本项目以新型混凝土石膏复合墙板作为研究对象，进行了足尺墙板与节点的试验，研究了墙板的抗剪承载能力、变形能力、破坏特征、构件的延性、耗能特性等；基于现有试验结果，提出了适用于新型混凝土石膏墙板的位移修正耗能项双参数损伤模型，该损伤模型能够更加准确地反映出的损伤规律且收敛性好，给出了新型混凝土石膏墙板损伤模型等级划分标准参考值，提出了能够计算有限元模型损伤改进计算公式；基于墙板均质化简化和异形柱刚度等效的基础上，提出了新型混凝土石膏墙板的逐步化简方法，并给出了等效力学参数的计算公式。考虑等效异形柱的组合折减系数，进行了墙板与异形柱的简化组合；基于新型混凝土石膏墙板分步简化方法，建立18层整体模型，分析了不同形式的结构体系在多遇和罕遇地震激励下的地震响应，计算结果表明新型混凝土石膏结构能够满足小震不坏和大震不倒的要求。.本项目为新型混凝土石膏复合墙板的抗震性能及包含此类墙板构件的建筑结构的抗震性能提供了理论与技术支撑。