双功能带缝剪力墙的抗震性能分析

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1、江苏科技大学本科毕业设计（论文）双功能带缝剪力墙的抗震性能分析YeLieping,WangZhihao,KangSheng,ZhaoWenhuiandZengYong前两位是清华大学土木工程系教授，后三位是清华大学土木系硕士生摘要：一种新型的可控被动式钢筋混凝土剪力墙，称之为双功能带缝剪力墙（简称双功能墙），由第一个作者提出。双功能带缝剪力墙是在通缝的开缝部位设置连接键而形成的一种新型抗震剪力墙。在中小地震下，双功能墙可以提供比带缝钢筋混凝土墙更大的刚度和强度；在严重的地震下，带缝钢筋混凝土与墙体的连接器出现故障时，完成延性弯曲破坏。实验研究调查了双功能

2、墙的抗震性能，包括七块墙构件和连接器构件，在第一章中详细说明。一个分析模型，通过计算得出了双功能墙整体结构的荷载-位移关系曲线。分析结果发现，与试验结果相吻合。双结构的抗震模型，使用时程分析法研究双功能墙的动态响应。试验研究与分析，展示了双重控制功能，并表明双功能墙比相应的带缝剪力墙具有更好的抗震性能比。说明为了提高实心的钢筋混凝土剪力墙（SW）脆性剪切破坏，武藤敏郎(1974)提出了一个带缝剪力墙（SLW），该剪力墙可以发展出韧性弯曲破坏。不管怎样，起初的横向刚度和承载能力远远降低由于狭缝的引入，这样可能导致在中小型地震中位移和强度控制问题。通过在狭缝

3、中设置连接器，一种新型的钢筋混凝土剪力墙，称之为双功能带缝剪力墙（双功能墙），由第一位学者提出（1999，详见图形1）。在小型地震（或正常使用荷载）和中度地震中，通过设置连接器，使双功能墙体表现出整体墙的工作性能，具有较大的刚度和承载力（功能一）。在强震作用下，连接键因受剪破坏退出工作，双功能墙自动转变为通缝墙，抗侧刚度可显著减小，从而使地震作用减小，并可获得与通缝墙基本一致的变形能力（功能二）。在中震下破坏主要限制连接键，这种破坏很容易修复，在强震下，墙的主体部分的破坏程度得以缓解。双功能墙的抗震性能首次得到验证，通过本论文中的七个样本的试验来说明。从

4、十三个连接器的试验得出了剪切应力变形关系。根据试验结果，提出了一种可以计算出双功能墙的整个结构体系的侧向荷载-位移关系的分析模型。为例更深入的研究双功能墙的抗震性能，一个双震结构模型（叶和Oyang，2000）采用非线性时程分析方法以此来研究双功能墙的动态响应。结论显示了，双功能墙相比与带缝墙有更好的抗震性能。17江苏科技大学本科毕业设计（论文）图形1：双功能带缝剪力墙双功能墙的试验研究概况这个试验模型是一个单层框架边墙，如图形1所示。对一堵整体墙，一个通缝墙和五个双功能墙进行了测试。这五个双功能墙和通缝墙的框架梁、框架柱和墙肢有相同的几何尺寸。固体壁架

5、和墙板尺寸也是相同的。试样详细尺寸见表1。试验分两批进行。第一批三个试件，主要对比双功能墙、整体墙和通缝墙的受力性能；第二批四个试件均为双功能墙，主要研究连接键参数变化对双功能墙受力性能的影响。所有试件的基本尺寸均相同（见表1），各试件墙板部分配筋及连接键参数见表2。试验在顶梁轴线位置施加水平反复荷载。表1试件尺寸墙高墙宽墙厚墙肢宽D缝宽a连接件厚边框柱截面边框梁截面8001000602252040150×150150×250表2连接键和墙板参数及配筋组别试件编号第一组SW22.7---Φ6-70Φ6-100-SLW20.5000Φ6-70Φ6-1002

6、Φ8DFW127.51200Φ6-100Φ6-70Φ6-1002Φ8第二组DFW23022×1000Φ6-50Φ6-2602Φ10DFW317.520Φ6-50Φ6-50Φ6-2602Φ10DFW426.322×100Φ6-50Φ6-50Φ6-2602Φ10DFW531.322×100Φ6-50Φ6-50Φ6-2602Φ10附注：混凝土的抗压强度（MPa）；:每一个缝隙的连接件的数量；:连接件的长度；17江苏科技大学本科毕业设计（论文）：连接件中的配筋路线；：墙肢中水平筋；：墙肢中竖向筋；:墙肢中受力筋。Φ6钢筋的屈服强度：=371MPa，Φ8钢筋的屈服

7、强度是=336MPa,Φ10钢筋的屈服强度是=255MPa。图2显示了双功能墙4典型的开裂形成的过程。图3显示了所有试件的横向荷载-位移关系曲线的结果。钢筋混凝土剪力墙上较大的侧向力导致了基础梁的旋转，引起了明显的塑性方式的滞后关系而它实际上是脆性破坏模式。图2：双功能墙4的裂缝形成图形3(a):第一组的侧向荷载-位移滞回关系曲线图形4显示了双功能墙4在水平荷载作用下的剪应力-层间转角（τ-R）关系骨架线,为过墙断面水平方向的平均剪应力，为层间位移角。根据试验研究，双功能墙分为以下几个受力阶段：（1）弹性整体工作阶段（OA段）：由于剪切首次在连接件中观察

8、到裂缝（见图形2的17江苏科技大学本科毕业设计（论文））。在连接件开裂前，双功能