试析复合墙异型柱组合结构抗震性能及设计方法研究

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1、西安建筑科技大学博士学位论文复合墙异型柱组合结构抗震性能及设计方法研究姓名：张同亿申请学位级别：博士专业：结构工程指导教师：吴敏哲2001.9.1复合墙异型柱组合结构抗震性能及设计方法研究专业：结构工程博士生：张同亿指导教师：吴敏哲摘要随着我国墙体改革、建筑节能等相关政策的推行，住宅产业现代化运渐提上日程，围绕建筑结构传统技术进行改造和创新，开发新的住宅结构体系成为工程界首要任务之一二．本文将带框复合墙板作为结构的承重墙，用于一种新型住宅结构体系一复合墙异型柱组合结构，针对其抗震性能和设计方法，作了较为系统的试验和理论研究：j进行了7组15片不问形式的复合墙板

2、1／2模型拟静力试验，对这一新型构件的抗震性能进行系统研究：论证了带框复合墙扳各部分间的协同工作性能，为简化设计提供了依据；研究了有无边框、边框截面和配筋、结构层组合形式、竖向荷载、施工方式等因素对复合墙板的破坏模式、变形性能、承载力、刚度以及恢复力特性等抗震性能的影响；提出了帝榧复合墙板的各种承蓑力计算方法、变形控制指标以及恢复力模型等．建立了各种复合墙板的有限元模型，结合试验致据论证了模型的合理性。在现有混凝土本构模型基础上，本文近似考虑了混凝土的受拉屈服。采用应力释放方法模拟混凝土开裂、压碎后的负刚度特征；建立了连接镑键的有限元模型，推导出方便实用的销键

3、单元刚度矩阵；给出了复合扳平面外受力时跨中挠度的简化计算公式；得到了边枢钢筋、钢丝网、斛插铜丝的量优配置。进行了复合墙异型柱组合结构七层棱房I／2模型拟动力试验，本试验是迄今为止田内进行的量大型拟动力试验．研究了结构在水平地震作用下的受力特点、变形特征、破坏形态等力学性能；得到了结构在不同受力阶段的频率、阻尼、反应谱筹动力特性的交化规律；讨论了结构各棱层的水平位移、层闻位移、地震力、加速度放大系数及构件应变分布等结构地震反应特征；提出了此种结构地震作用的简化计算方法；采用综合能力谱方法评价了结构的抗震能力。指出了结构的抗震类型、薄弱层及薄弱部位．推导出考虑剪切

4、变形的超缀单元剐度矩阵，将起缎单元方法的应用范圈进一步拓宽．建立了复合墙异型柱组合结构的超曩单元模型，采用此楱型进行了结构的弹塑性地震反应时程分析．给出复合墙异型柱组合结构地震作用计算、内力分析的超级单元法。此方法计算量小且精度可靠．提出小波分析结合两频段控翻搬合设计反应谱方法进行输入地震动调整，为工程设计中地震动选择和调整提供了一种新方法·在对试验数据、理论计算结果综合分析的基础上，讨论了复合墙异型柱组合结构的应用范围；给出了结构的地震作用、内力计算方法，构件的设计方法，结构及构件的变形控制指标和相应构造措施。艺r厂一本文工作基本涵盖了复合墙异型柱组合结构的

5、构件静力试验、整体结构动力试验，静力和动力非线性有限元建模和理论分析，结构内力计算和构件抗震设计方法，对复合墙异型拄组合结构的研究是比较全面、自成体系的．关键词：．复金墙是型拄组金结掬。冬盒!薹墼王近!E兰些；谚进盔迭：{!!蓼：趋级单丞毗论文类型：应用基础IIInvestigationonSeismicBehaviorandDesignMethodofBuildingAssembledwithSandwichWallPanelandSpecial—ShapedColumnSpeciality：StructuralEngineeringName：ZhangTo

6、ngyiTutor：WuMinzheAbstractnledevelopmentoftheresidencestructuresystemgoingwiththealterationandinnovationoftraditionalbuildingtechniqueisoneofpre-taskinengineeringatpresentwiththepolicyaboutwallingmaterialandenergysavingbeingpopularizedandthemodemizailonofhousebeingpresented．Anewresi

7、dencestructuresystempresumedsandwichwallasbearing—wall．buildingassembledwi也sandwichwallpanelandspecial．shapedcolumnispresentedinthispaper．TheseismicbehavioranddesignmethodareinvestigatedandthefollowingworkontestandtheoryiSdone：Basedonthepseudo．smiletestoffifteenI／2-scaledsandwichwal

8、lsinseveBgroups．the