鋼框架內填可修復暗豎縫RC牆結構抗震機理及易損性研究

《鋼框架內填可修復暗豎縫RC牆結構抗震機理及易損性研究》是依託蘇州科技大學，由孫國華擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：鋼框架內填可修復暗豎縫RC牆結構抗震機理及易損性研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：孫國華
• 依託單位：蘇州科技大學

項目摘要

近年數次強烈地震造成的人員傷亡雖已下降，但由於震損建築物的不可修復導致了巨大的經濟損失，遠超出人們的預想。開展具有可修復功能新型抗震結構體系的相關研究對降低震後的經濟損失有重要意義，研究結構在地震作用下的易損性能成為改善結構抗震性能、提高抗災變能力的重要途徑。目前，關於鋼框架內填可修復暗豎縫RC牆結構體系的相關研究成果尚未見諸報導。.　　本項目採用試驗、有限元及理論分析相結合的手段研究鋼框架內填可修復暗豎縫RC牆結構在循環荷載作用下的滯回性能、傳力機理、破壞模式及設計參數的最佳化，提出基於能力的實用抗震設計方法及巨觀簡化模型，並基於簡化模型對此種結構進行大樣本增量動力時程分析，明晰地震易損性能，確定不同地震水準下結構的性態指標，為這一新型結構體系的工程套用提供理論依據和技術支持。

結題摘要

半剛接鋼框架內填暗豎縫RC牆（簡稱PSRCW）是一種新型的組合結構，主要由暗豎縫RC牆、半剛接鋼框架、抗剪連線件組成。在多遇地震下，暗豎縫完好，PSRCW結構具有較高的初始抗側剛度和水平承載力。在罕遇地震作用下，暗豎縫損壞，PSRCW結構可獲得良好的延性性能和耗能能力。PSRCW結構具有明顯的兩階段受力特徵，非常適合高烈度地震設防區使用。本項目主要對半剛接鋼框架內填暗豎縫RC牆結構的抗震機理、分析方法、設計方法及評估方法展開深入研究。首先，進行了9個抗剪連線件的低周往復載入試驗，獲得了試驗試件的荷載-位移曲線，量化了PSRCW結構中抗剪連線件的變形能力，明晰了抗剪連線件的受力機理。隨後，設計了10榀3層1/3縮尺的PSRCW子結構試件，並進行了低周往復載入試驗。重點研究了鋼柱類型、內填牆類型、縫間牆高寬比、鋼筋布置方向等參數對此類結構抗震性能的影響，分析了試驗試件的滯回性能、抗側剛度、變形及延性、耗能能力等。結合PSRCW結構的受力機理，提出了一種簡化的巨觀組合斜壓帶滯回模型，並採用此巨觀模型對PSRCW結構進行了系統的參數分析，考察了樑柱節點類型、暗豎縫厚度、縫間牆高寬比、混凝土強度、縫間牆配筋率對此類結構滯回性能的影響。在已有的研究基礎上，本項目還建立了巨觀的壁柱纖維模型用於模擬帶豎縫的PSRCW結構，經試驗驗證後，對帶豎縫的PSRCW結構進行了系統的參數分析，考察了樑柱節點類型、縫間牆高寬比、混凝土強度、縫間牆配筋率對此類結構滯回性能的影響。基於PSRCW結構的破壞模式，提出了此類結構的理想塑性機構模型。在此基礎上，提出了PSRCW結構基於能力的抗震設計方法，給出了鋼樑、鋼柱、半剛性連線、抗剪連線件的能力設計公式，並採用此方法試設計了一榀5層3跨的PSRCW結構算例。基於Park-Ang損傷指數模型及已有的PSRCW結構的試驗，確定了以層間側移比表征的此類結構的性態指標及性態目標，並考慮近場、遠場地震影響對5層3跨PSRCW結構算例進行了損傷評估。此外，還建立了以地面峰值加速度（PGA）、第1周期譜加速度（SA）、地面峰值速度（PGV）、地震輸入能（EI）描述的5層3跨PSRCW結構的地震易損性曲線，並進行了地震易損性評估。以上研究成果已撰寫13篇論文，其中發表及錄用論文5篇，在審論文4篇，擬投稿4篇。