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随着我国建筑节能工作的全面推进和不断深化,节能与结构一体化成为建筑结构体系发展和应用的重要方向,其中结构保温一体化尤其是墙体自保温的新型承重结构出现了新的市场需求和发展机遇。研发和推广与之相适应的新型建筑结构体系成为我国建筑尤其是住宅领域面临的重要课题。 保温砌模现浇混凝土网格剪力墙体系是一种新型现浇混凝土剪力墙结构体系,具有结构保温一体化、免拆模板、隔热隔声、防火节能等特点,有着良好的应用前景。为将其用于中、低层住宅建筑,在已有网格尺寸为200mm的小网格剪力墙体系基础上,研发了网格尺寸为400mm的大网格剪力墙体系。 本文通过构件试验、有限元数值模拟和整体结构抗震验算等方法,对大网格剪力墙的抗震性能进行研究。论文的主要工作及研究成果包括: (1)完成了2个试件的轴心受压试验,得到大网格剪力墙的轴心受压破坏形态及承载力; (2)完成了2个大剪跨比和2个小剪跨比试件及1个小剪跨比低配筋试件在恒定轴压力、往复水平力作用下的低周反复加载试验,研究大网格剪力墙的破坏形态、承载能力、延性和耗能能力等抗震性能。结果表明,在往复水平力作用下,大网格剪力墙试件以横肢破坏为主,裂缝多,分布均匀,有利于耗散地震能量,变形能力大,极限位移角满足规范剪力墙结构大震作用下层间位移角限值的规定。 (3)采用MSC.MARC2005有限元软件,进行大网格剪力墙试件轴心受压及轴压力作用下单调水平加载非线性数值模拟,得到的力.位移曲线与试验结果相符。采用ANSYS10.0有限元软件,计算大网格墙试件和不同厚度的实体剪力墙在定轴压力和水平力作用下的变形和应力,依据截面刚度等效原则,综合考虑顶点水平位移和竖向应力等因素,得到可直接用于通用结构设计软件的大网格剪力墙等效为实体剪力墙的厚度。 (4)通过大网格墙试件的承载力计算值与试验结果的比较,得到大网格墙的承载力可按等效实体剪力墙计算的结论,其轴心受压承载力可直接采用现行规范公式计算,其轴压力作用下的受弯承载力需对现行规范公式计算结果进行折减。 (5)对内、外墙都采用大网格剪力墙的6层住宅建筑以及外墙采用大网格剪力墙、内墙采用配筋混凝土小型空心砌块墙的6层住宅建筑,按8度抗震设防进行结构小震作用下的抗震验算。结果表明,结构的最大层间位移角不大于1/1000,构件截面的承载力大于组合的内力设计值。这两种结构体系都满足8度设防、6层及以下住宅建筑的抗震要求。 本文研究成果是对已有网格剪力墙结构体系研究成果的补充和扩展,为该体系的推广和应用提供参考和依据,具有理论意义和工程应用价值。