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混凝土叠合承重墙结构体系是一种新型的节能建筑结构体系,具有良好的受力性能和广阔的应用前景。该结构体系墙体是采用内附保温层(聚苯板)的混凝土预制槽型板及L型板,通过现浇混凝土柱和梁连接成整体,具有整体性好,施工快,保温隔热性能好的特性。
课题组前期进行了混凝土叠合承重墙体低周反复试验和有限元的模拟分析得到:混凝土叠合承重墙结构体系中现浇梁柱形成隐形框架能很好地约束预制板,而预制板又能很好地支撑外部梁柱,两者协调工作,其在不同阶段可以采用不同的力学模型。弹性阶段—等效为整体工字型弹性板模型;弹塑性阶段-框架斜压杆模型;破坏阶段-密柱框架模型。
在课题组前期试验研究的基础上,本文对混凝土叠合承重墙体结构的承载力影响因素,抗震能力及在实际工程中应用进行了进一步的研究,主要内容和重要结论有:
(1)通过非线性有限元分析从剪跨比、竖向压应力、边柱和梁的截面尺寸及配筋变化、预制板的宽度等不同参数探讨了墙体的受力性能,破坏模式及在地震作用下的薄弱环节,通在有限元分析的基础上推导了剪跨比和轴压比对墙体极限承载力的影响公式。
(2)在对静力弹塑性理论研究的基础上,从预制板等效为斜压杆入手建立了12层墙体的框架斜压杆模型。通过对该结构模型的静力弹塑性Pushover分析得到了该结构体系的基底剪力-顶点位移关系,结构的层间位移,墙体构件的破坏顺序,对墙体的抗震能力进行评估,为实际工程应用提出合理化建议。
(3)结合已有的相关研究成果,建立和完善混凝土叠合承重墙结构概念设计原则,墙体截面设计方法。通过一个具体的工程实例,对混凝土叠合承重墙结构的截面、配筋及连接构造提出了具体的要求,其中部分内容已被纳入《自保温混凝土房屋结构技术规程》(苏JG-T029-2008),为混凝土叠合承重墙结构设计理论与实际工程应用提供了科学依据。