型钢再生混凝土框架-再生砌体墙结构拟静力试验与抗震性能评估

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型钢再生混凝土结构是采用再生骨料配制的混凝土与型钢组合而成的新型结构,具有很高的环保和经济效益,并且拥有较好的抗震性能。再生混凝土空心砌块是用较细的再生骨料、水泥与水经过拌合,压制而成的砌体材料,用该种砌块建造的砌体墙能够大量利用废弃混凝土,可以获得很大的环保效益。本文提出一种新型的环保结构体系:将型钢再生混凝土框架和再生混凝土空心砌块结合起来,形成框架-砌体墙结构体系。以期将型钢混凝土结构优异的抗震性能与再生混凝土良好的环保效益结合起来,创造出一种适合当前社会需求的新型结构体系。在本课题组前期对型钢再生混凝土柱抗震性能研究成果的基础上,参考国内外大量再生混凝土结构试验资料。为提高再生混凝土的利用量,并考虑构造方便等施工要求,对钢筋再生混凝土梁-型钢再生混凝土柱-再生混凝土空心砌块砌体墙结构进行了试验研究。本文设计并制作了7榀1:2.5缩尺的单层单跨平面框架砌体墙的结构模型,并对其进行了低周反复荷载试验。试验主要测试了结构中梁端及柱端的钢筋和型钢的应变和框架柱侧向位移,系统地研究了试件模型在整个试验中的开裂过程、屈服顺序、破坏形态和耗能能力等方面的抗震性能。参考现有国外及国内抗震性能评估的方法,以试验数据及现象为标准对这一新型结构体系进行结构性能水准指标的确定。并结合我国现行规范对该结构中不同构件在不同性能水准要求时给出了特定的性能目标。为方便设计和分析,分别按照构件变形与结构层间侧移角的量化指标给出了结构的性能水准。参照试验材性及结构试验数据建立了宏观墙-纤维梁柱数值模型,计算结果与试验骨架曲线对比误差较小,验证了该模型的合理性。按照我国规范规定,在6种抗震烈度设防下设计了6榀8层3跨型钢再生混凝土框架,在空框架上直接填砌再生砌体墙。在考虑了墙体不规则布置的情况下,共建立了6种框架-砌体墙结构有限元模型。对模型分别进行了静力推覆分析,结合本文确定的结构与构件抗震性能水准,对模型进行了抗震性能评估。通过性能评估认为:按照空框架进行结构设计后再进行墙体的填砌,即使墙体填砌布置不规则,结构仍能够达到规范要求的抗震性能目标。
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