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自复位剪力墙放松了基础与剪力墙之间的约束,能减轻地震作用减小墙体损伤,利用预应力筋提供恢复力,在卸载之后使结构变形恢复至初始状态,使得其残余变形较小且具有一定的自复位能力。本文基于可恢复功能结构的概念,结合“可更换”的思想,在自复位剪力墙墙角区域设置可更换耗能构件,将塑性变形集中在可更换构件上,震后对可更换构件进行更换,便于震后修复,从而可以快速恢复结构的功能。
本文提出一种带有可更换双钢板长孔螺栓板式摩擦耗能器组合剪力墙,组成部分包括2根竖直无粘结预应力筋、X型钢板暗支撑、抗剪钢棒、弯起耗能钢筋、墙角可更换摩擦耗能器等构件,利用预应力筋提供恢复力,墙角设置的可更换构件,实现摇摆、自复位、可更换和耗能等四种机制的合理应用。本文通过抗震试验和有限元模型验证来系统的研究带有可更换双钢板长孔螺栓板式摩擦耗能器组合剪力墙的抗震性能,主要包括以下内容:
(1)提出一种带有可更换双钢板长孔螺栓板式摩擦耗能器组合剪力墙,对其进行拟静力试验,得到试件的试验现象、滞回性能、骨架曲线、抗侧承载力和变形能力、耗能能力、刚度退化等特征。并与本课题组传统钢筋混凝土带钢板暗支撑现浇剪力墙的试验结果进行对比,得到以下结果:和传统带暗支撑现浇墙相比,本文提出的剪力墙损伤显著减小,墙身裂缝较少;承载力和刚度比传统现浇墙低,但变形能力明显增强,屈服位移、峰值位移以及极限位移均显著增大,表现了良好的变形能力和延性;通过墙角构件的更换使得震后修复更加容易,也节约了修复经济成本。
(2)利用ABAQUS对本文提出的剪力墙试件进行模拟分析,对模型进行水平单调加载,将模拟得到的力-位移曲线与试验得到的骨架曲线比较,结果比较吻合,说明了本文所建立的数值模型和参数设定是合理的。
(3)利用所建立的有限元模型,展开参数分析,研究不同轴压比、预应力筋的截面积和初始预拉力大小、弯起耗能钢筋直径、摩擦耗能器的螺栓预紧力和摩擦系数等因素对剪力墙抗震性能的影响。增加轴压比能一定程度上提高试件的抗侧承载力;增加预应力筋面积和增加弯起耗能钢筋的直径能增大试件的承载力和刚度;提高预应力筋初始预应力对其抗震指标影响不大;增加摩擦耗能器的螺栓预紧力和摩擦系数,试件的承载力和刚度会显著增大,同时耗能能力增强。
本文提出一种带有可更换双钢板长孔螺栓板式摩擦耗能器组合剪力墙,组成部分包括2根竖直无粘结预应力筋、X型钢板暗支撑、抗剪钢棒、弯起耗能钢筋、墙角可更换摩擦耗能器等构件,利用预应力筋提供恢复力,墙角设置的可更换构件,实现摇摆、自复位、可更换和耗能等四种机制的合理应用。本文通过抗震试验和有限元模型验证来系统的研究带有可更换双钢板长孔螺栓板式摩擦耗能器组合剪力墙的抗震性能,主要包括以下内容:
(1)提出一种带有可更换双钢板长孔螺栓板式摩擦耗能器组合剪力墙,对其进行拟静力试验,得到试件的试验现象、滞回性能、骨架曲线、抗侧承载力和变形能力、耗能能力、刚度退化等特征。并与本课题组传统钢筋混凝土带钢板暗支撑现浇剪力墙的试验结果进行对比,得到以下结果:和传统带暗支撑现浇墙相比,本文提出的剪力墙损伤显著减小,墙身裂缝较少;承载力和刚度比传统现浇墙低,但变形能力明显增强,屈服位移、峰值位移以及极限位移均显著增大,表现了良好的变形能力和延性;通过墙角构件的更换使得震后修复更加容易,也节约了修复经济成本。
(2)利用ABAQUS对本文提出的剪力墙试件进行模拟分析,对模型进行水平单调加载,将模拟得到的力-位移曲线与试验得到的骨架曲线比较,结果比较吻合,说明了本文所建立的数值模型和参数设定是合理的。
(3)利用所建立的有限元模型,展开参数分析,研究不同轴压比、预应力筋的截面积和初始预拉力大小、弯起耗能钢筋直径、摩擦耗能器的螺栓预紧力和摩擦系数等因素对剪力墙抗震性能的影响。增加轴压比能一定程度上提高试件的抗侧承载力;增加预应力筋面积和增加弯起耗能钢筋的直径能增大试件的承载力和刚度;提高预应力筋初始预应力对其抗震指标影响不大;增加摩擦耗能器的螺栓预紧力和摩擦系数,试件的承载力和刚度会显著增大,同时耗能能力增强。