内藏钢桁架混凝土中高剪力墙抗震性能试验及理论分析

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剪力墙是抗震结构中的关键部件,它在框剪结构中约承担着结构整体80%的水平地震作用;在钢-混凝土组合结构中,由剪力墙组成的核心筒也承担着结构整体约80%的水平地震作用。研制性能较好的剪力墙一直是国内外工程界非常关注和亟待解决的问题。本文主要工作:1.首次提出了一种新型内藏钢桁架混凝土组合中高剪力墙,该新型组合剪力墙包含两种组合,即不同受力体系桁架与剪力墙的组合、不同材料型钢与混凝土的组合,形成了双重组合剪力墙。2.进行了6个1/3缩尺的剪跨比为1.85的中高剪力墙的抗震性能试验研究。6个试件包括1个普通混凝土中高剪力墙、1个内藏钢框架混凝土中高剪力墙、1个内藏钢筋桁架混凝土中高剪力墙、1个内藏钢框架-钢筋桁架混凝土中高剪力墙、1个内藏钢桁架混凝土中高剪力墙及1个内藏钢-钢筋组合桁架混凝土中高剪力墙。对各不同设计参数剪力墙的承载力、刚度及其衰减过程、延性、滞回特性、耗能能力和破坏特征等进行了较系统的分析,揭示了其抗震机理。3.在试验研究的基础上,建立了内藏钢桁架混凝土组合中高剪力墙刚度和承载力简化计算的力学模型与公式,计算结果与试验结果符合较好。建议了恢复力模型。4.给出了内藏钢桁架混凝土组合中高剪力墙的抗震构造措施,提出了该新型剪力墙结构的抗震设计建议。与普通中高剪力墙相比,内藏钢桁架中高剪力墙具有以下优势:1.开裂荷载明显提高,屈服荷载和极限荷载均显著提高。2.屈服刚度明显提高且刚度衰减较慢。3.滞回环相对饱满,延性系数及耗能能力显著提高。4.墙体上的裂缝多且密、分布域较广,裂缝角度有向钢桁架斜杆角度逼近的趋势,说明钢桁架斜杆对裂缝发展有控制作用,这是其抗震耗能能力增强的重要表征;底部塑性耗能区域增大,这是其抗震耗能能力增强的另一重要表征。5.钢桁架中斜杆可有效抵抗剪力墙底部的剪切滑移。本文的有关研究结果和设计建议可供抗震设计参考。
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