The resilient design methods for single piece of the new type corrugate steel plate concrete composite shear wall are researched in this project. In order that, the main earthquake damage and seismic behavior of corrugated steel plate concrete composite shear wall, the weak position and damage control mechanism, the resilient seismic design methods total three levels research content will be analyzed by the experimental research, theoretical analytical, numerical simulation method. From the perspective of composition mechanism and interface bond between steel and concrete, in order to make up the defects of the bond slip failure between flat steel plate and concrete and decrease the flat steel plate easy splitting concrete and often in shear stress state inevitable existing buckling deformation phenomenon, the earthquake damage mechanical and seismic behavior of composite wall will be analyzed, so the design methods for this composite shear wall will be proposed. The weak and easy damage position and size of composite shear wall will be analyzed by the established numerical model and finite element model computation analyzing, combining experimental testing result. Then, the plastic damage deformation concentrate position and range will be controlled and determined by the technology measure of damage control mechanism, and the excavation or replacement size of wall will be analyzed. From the perspective of energy dissipation and seismic control design, the replaceable damper and the connect methods with the composite shear wall will are suggested, then, the seismic behavior of the corrugated steel plate concrete shear walls in toe with low yield point steel damper will be researched, the replacement damper concentrate dissipate energy will be analyzed, optimization the design parameters, and the seismic ability recover will be evaluated. So, the resilient function seismic design methods for the corrugated steel plate concrete composite shear wall will be established, and the objective that the seismic ability of whole shear wall should be fast resilient will be got. The research finding will provide a new seismic design method for super tall building structure.
本项目针对波形钢板混凝土组合剪力墙,研究单肢墙可恢复功能抗震设计方法。拟采用理论分析、试验研究、数值模拟相结合的方法,研究波形钢板混凝土组合剪力墙的地震破坏与抗震性能、薄弱易损坏部位及损伤控制机制、可恢复功能的抗震设计方法。为克服平钢板易分离混凝土且受剪时不可避免产生面外屈曲变形的缺点,从组合机制及界面粘结角度,分析组合墙的破坏机理,建立其抗震设计方法。通过数值模拟计算及试验验证,探明可恢复功能组合墙薄弱易破坏部位,通过损伤控制机制的技术措施,确定塑性破坏集中区域的位置和范围,确定可更换的大小尺寸。从消能减震及抗震控制角度,合理选定消能阻尼器及其与墙体连接方式,研究带有可更换消能阻尼器的组合墙的抗震性能及集中耗能,优化设计参数,评估更换后其抗震功能恢复程度,建立可恢复功能波形钢板混凝土组合剪力墙的抗震设计方法,实现震后抗震功能快速恢复的目标。研究成果将为超高层建筑结构抗震设计提供新方法。
本项目为实现剪力墙震后功能快速恢复的目标,首先,针对波形钢板-混凝土组合剪力墙,从破坏机理、组合机制、界面粘结和破坏特征等方面展开了研究,随后,从消能减震层面,分析了可恢复功能波形钢板-混凝土组合剪力墙的易损坏薄弱部位,得到了其损伤控制机制及技术措施,最后,针对带有墙趾可更换阻尼器的波形钢板-混凝土组合剪力墙,进行了抗震性能试验研究及功能恢复程度评估,并建立了可恢复功能的抗震设计方法,研究成果对实现震后快速恢复的目标具有重要的理论意义和广阔的应用前景。.取得的主要成果如下:1、完成了6个波形钢板剪力墙及其组合剪力墙试件的拟静力试验,得到了不同波形钢板布置形式下组合剪力墙的抗震性能结果。2、基于波形钢板剪力墙及其组合剪力墙的受力机理和ABAQUS有限元分析结果,通过拟合得到了波形钢板剪力墙及其组合剪力墙的抗剪承载力理论计算公式和剪力分担率等力学性能。3、通过剪力墙试验得到的塑性区域,设计出一种新型波纹形低屈服点钢阻尼器,从结构形式、屈服强度和厚度等方面考虑,共设计了8个试件,并对其进行拟静力试验研究。4、综合考虑了混凝土强度等级、混凝土保护层厚度、横向配箍率、混凝土浇筑方式和钢材表面状况等传统因素对粘结滑移的影响,重点研究了波形钢板波脊和波角几何截面因素对粘结强度、试件破坏形态和粘结机理的影响。结合荷载滑移曲线和试件破坏形态,建立了不同受力阶段的粘结强度与波角、波脊关系的计算公式,得出了最优截面的波角、波脊。5、基于前期试验研究结果,得到了波形钢板-混凝土界面粘结滑移本构关系与粘结应力分布规律,得到了粘结应力基于弹性力学的解析解,最终,建立了粘结应力和滑移理论计算公式。6、完成了3个带有墙趾可更换阻尼器的波形钢板剪力墙及其组合剪力墙的拟静力试验,对更换阻尼器前后试件的力学性能进行了对比分析,得到了3个试件的抗震性能结果,通过模拟改变了阻尼器的刚度,得到了其与剪力墙的刚度合理匹配关系。
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数据更新时间:2023-05-31
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