【摘 要】
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预制混凝土外墙板是装配式建筑中一种常用的墙板体系,由于其常采用外挂于结构主体的方式与主体相连,故被称为“外挂墙板”。课题组以目前国内装配式建筑中常见的整间外挂墙板为基础,提出了一种新型含减震外挂墙板（Energy Dissipation Cladding Panel,后文简称为“EDCP”）装配式混凝土框架结构体系。其中外挂墙板顶部采用避开梁端塑性铰区的线连接,底部由U型钢板消能器与下部结构相连形
【基金项目】
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国家自然科学基金51778201,“含减震外挂墙板预制混凝土框架结构体系抗震性能和设计方法研究”；
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预制混凝土外墙板是装配式建筑中一种常用的墙板体系,由于其常采用外挂于结构主体的方式与主体相连,故被称为“外挂墙板”。课题组以目前国内装配式建筑中常见的整间外挂墙板为基础,提出了一种新型含减震外挂墙板（Energy Dissipation Cladding Panel,后文简称为“EDCP”）装配式混凝土框架结构体系。其中外挂墙板顶部采用避开梁端塑性铰区的线连接,底部由U型钢板消能器与下部结构相连形成耗能构件,使减震结构和主体结构形成双重受力体系。在地震荷载作用下,消能器可以利用外挂墙板与主体结构之间的相对水平变形产生剪切变形,从而耗散地震能量,达到有效降低主体结构地震响应和损伤的目的。课题组前期已完成了含减震外挂墙板的单层足尺装配式剪力墙结构的抗震性能试验研究,初步验证了该体系的可行性。为评估EDCP对主体结构地震响应的影响及不同水准地震作用下的减震效果,并进一步深入研究含EDCP钢筋混凝土框架结构地震作用下的受力性能和损伤演化规律,本文做了以下研究工作:（1）首先设计并制作了一组U型钢板消能器,并对其进行了拟静力试验,以测定消能器的变形模式、承载力、刚度、耗能能力及低周疲劳特性等。根据试验结果,针对构件和结构两种层次,基于有限元软件MSC.Marc和Opensees分别提出了精细化和简化数值分析建模方法。通过拟静力试验结果与数值模拟结果的对比,验证了两种建模方法的合理性。（2）设计了一榀6层3跨的含减震外挂墙板平面框架结构（简称“减震结构”）以及一榀作为对比的纯框架结构（简称“抗震结构”）,取底部中跨两层作为试验子结构,其余部分作为数值子结构,对两结构进行了混合试验,验证减震外挂墙板对装配式混凝土框架结构的动力响应和抗震性能的影响。（3）基于有限元软件Opensees对整体结构提出了一种简化的有限元模型建模方法,模型中数值子结构和试验子结构的连接方式设置为铰接连接,外挂墙板采用刚性柱单元模拟,并采用弹簧单元模拟U型钢板消能器与外挂墙板和主体结构相连接,以模拟混合试验中的连接方式。通过混合试验结果与数值模拟结果的对比,验证了上述有限元模型建模方法的可靠性。（4）在混合试验结束后,采用两结构中的试验子结构继续进行了拟静力试验,进一步研究试验子结构在水平地震作用下的受力过程以及损伤模式,并观察减震外挂墙板上部线连接及底部U型钢板消能器在主体结构层间位移角大于规范限值（1/50）时的可靠性。（5）基于有限元软件MSC.Marc对两个试验子结构提出了一种精细化有限元模型建模方法。通过拟静力试验结果和数值模拟结果的对比,验证了适用于构件层次的数值模拟方法的可靠性。（6）首先假设外挂墙板因自身重力而产生的平面外荷载全部由底部U型钢板消能器承担,对U型钢板消能器仅受平面外荷载和受双向荷载的工况进行了数值模拟分析,随后对含EDCP装配式混凝土框架结构仅受外挂墙板平面外荷载和受双向荷载的工况进行了数值模拟分析,以探究作用于外挂墙板的平面外荷载对EDCP耗能能力的影响。
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