帶鋼管混凝土邊框柱的組合剪力墻抗震性能研究

試驗(yàn)研究、理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合，深入研究帶鋼管混凝土邊框柱的新型組合剪力墻在低周往復(fù)荷載作用下的抗震性能及破壞機(jī)理，同時(shí)進(jìn)行帶鋼筋混凝土和型鋼混凝土邊框柱剪力墻的對(duì)比性試驗(yàn)。此外在部分鋼管混凝土組合剪力墻的墻板中還將采用暗藏的雙向鋼斜撐，以期進(jìn)一步提高其抗震性能，并在往復(fù)荷載作用后對(duì)破壞后的剪力墻采用碳纖維布對(duì)其進(jìn)行修復(fù)和加固。. 通過(guò)本項(xiàng)目的研究，可得出往復(fù)荷載作用下不同軸壓比、高寬比等參數(shù)條件下鋼管混凝土組合剪力墻的開(kāi)裂荷載、極限承載力、剛度、延性、耗能及破壞特征等，提供其抗彎、抗剪承載力和位移延性系數(shù)等的計(jì)算方法及簡(jiǎn)化分析模型，并對(duì)震后的鋼管混凝土組合剪力墻修復(fù)提供設(shè)計(jì)建議。. 該類剪力墻可望在鋼－混凝土混合結(jié)構(gòu)等高層建筑中得到廣泛應(yīng)用，從而為更安全、合理地設(shè)計(jì)該類結(jié)構(gòu)提供參考。 2100433B

在獲得鋼管混凝土邊框－鋼桁架－混凝土組合剪力墻國(guó)家專利基礎(chǔ)上，提出了鋼管混凝土邊框－鋼板－混凝土組合剪力墻并已申報(bào)國(guó)家專利。將高層組合結(jié)構(gòu)鋼管混凝土柱抗壓能力強(qiáng)、高層鋼結(jié)構(gòu)鋼板剪力墻延性好、高層混凝土結(jié)構(gòu)剪力墻承載力和剛度大的優(yōu)勢(shì)組合，實(shí)現(xiàn)了鋼管混凝土柱、鋼板剪力墻和混凝土剪力墻三種不同抗側(cè)力體系組合以及型鋼與混凝土兩種不同特性材料組合的聯(lián)合應(yīng)用，充分發(fā)揮了不同抗側(cè)力體系和不同材料的優(yōu)勢(shì)，形成了一種鋼管混凝土邊框內(nèi)藏鋼板組合剪力墻。本項(xiàng)目將較系統(tǒng)地進(jìn)行不同設(shè)計(jì)參數(shù)的鋼管混凝土邊框內(nèi)藏鋼板組合剪力墻模型的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)及典型結(jié)構(gòu)模型的模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，研究其抗震性能，分析其損傷過(guò)程和破壞機(jī)制，揭示其抗震機(jī)理，建立其抗震分析的力學(xué)模型和理論公式，給出其抗震設(shè)計(jì)方法，為工程應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

提出并研發(fā)了“鋼管混凝土邊框－鋼板－混凝土組合剪力墻”，獲得國(guó)家發(fā)明專利。將高層組合結(jié)構(gòu)鋼管混凝土柱抗壓能力強(qiáng)、高層鋼結(jié)構(gòu)鋼板剪力墻延性好、高層混凝土結(jié)構(gòu)剪力墻承載力和剛度大的優(yōu)勢(shì)組合，實(shí)現(xiàn)了鋼管混凝土柱、鋼板剪力墻和混凝土剪力墻三種不同抗側(cè)力體系組合以及型鋼與混凝土兩種不同特性材料組合的聯(lián)合應(yīng)用，充分發(fā)揮了不同抗側(cè)力體系和不同材料的優(yōu)勢(shì)，形成了一種“鋼管混凝土邊框內(nèi)藏鋼板組合剪力墻”。較系統(tǒng)地進(jìn)行了不同設(shè)計(jì)參數(shù)的“鋼管混凝土邊框內(nèi)藏鋼板組合剪力墻”和“鋼管混凝土邊框鋼板剪力墻”模型的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)及模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，進(jìn)行了不同構(gòu)造的鋼板在混凝土剪力墻共同工作性能試驗(yàn)。研究了該新型組合剪力墻的損傷過(guò)程和破壞機(jī)制，揭示了抗震機(jī)理，建立了抗震分析的力學(xué)模型和理論公式，給出了抗震設(shè)計(jì)方法并已應(yīng)用于工程。試驗(yàn)及分析表明，鋼管混凝土邊框－鋼板－混凝土組合剪力墻的抗震能力比普通混凝土剪力墻顯著提高；工程應(yīng)用表明，這種新型多重組合剪力墻施工方便，性價(jià)比較好，應(yīng)用前景廣闊。 2100433B

梁式橋占全部橋梁的絕大部分，是歷次地震中受損和垮塌最嚴(yán)重的橋型。橋墩是決定梁式橋抗震能力的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，提高橋墩抗震性能是橋梁抗震研究的關(guān)鍵問(wèn)題之一。為此，本項(xiàng)目在普通強(qiáng)度鋼筋混凝土橋墩內(nèi)埋入鋼管高強(qiáng)混凝土柱，提出了組合橋墩的設(shè)計(jì)思路，將普通強(qiáng)度混凝土延性好和鋼管高強(qiáng)混凝土抗壓、抗剪能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)有機(jī)結(jié)合，大幅度提高橋墩的抗震性能。同時(shí)還提出了無(wú)粘結(jié)組合橋墩和只在塑性鉸區(qū)埋置鋼管混凝土柱組合橋墩兩種抗震結(jié)構(gòu)形式。擬通過(guò)對(duì)組合橋墩進(jìn)行模型試驗(yàn)、數(shù)值模擬和理論分析，系統(tǒng)而深入地研究其抗震性能，建立其抗震分析理論。研究?jī)?nèi)容包括：系統(tǒng)地研究不同構(gòu)造形式和結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響規(guī)律；給出抗震構(gòu)造措施、承載力和剛度的計(jì)算方法；研究抗震分析力學(xué)模型和計(jì)算參數(shù)確定方法；基于性能抗震設(shè)計(jì)理念，研究組合橋墩恢復(fù)力模型和等效塑性鉸長(zhǎng)度、延性的計(jì)算方法，建立基于集中塑性鉸模型的抗震分析方法，并提出地震損傷的量化指標(biāo)和計(jì)算模型。