低层双面叠合夹心保温剪力墙结构设计与应用研究

以低层建筑为主的乡村建筑将成为装配式建筑未来的应用趋势之一。利用双面叠合剪力墙结构整体性与抗震性能良好、预制构件生产自动化程度与加工精度高、施工便捷等特点和优势,在双面叠合剪力墙内集成保温材料,设计并简化其水平与竖向接缝节点连接构造,研究形成适合低层装配式建筑使用的双面叠合夹心保温剪力墙结构。以拟开展足尺地震振动台试验研究的一栋两层建筑为应用对象,开展双面叠合夹心保温剪力墙结构应用研究,设计预制构件及预制构件间的连接构造,并通过结构设计,验证得到其设计指标符合要求。在制定预制构件生产和施工方案基础上,实际完成预制构件生产、结构模型搭建施工,验证此结构应用的可行性,并提出了相关应用和改进建议。

低层双面叠合夹心保温剪力墙结构足尺振动台试验研究

在双面叠合剪力墙结构中集成夹心保温材料,设计形成适用于低层建筑的双面叠合夹心保温剪力墙结构,该结构具有构件生产和施工优势,具有应用推广前景。为研究该体系的抗震性能,对一栋两层两开间足尺模型进行地震振动台试验,分析结构在不同工况下的损伤累积过程,研究试验模型动力特性和地震响应的变化规律。试验表明,该结构在7度多遇、7度设防地震作用下基本保持完好,在7度罕遇、8度罕遇、9度罕遇地震作用下,试验模型自振频率出现一定下降,外观出现裂缝并随着地震作用的增强而不断发展,但结构没有明显的破坏现象,基本性能稳定。试验模型能够满足现行抗震规范三水准的设防要求,在低层建筑中具有一定的应用优势。

低层双面叠合夹心保温剪力墙结构抗震设计数值模拟方法研究

以足尺低层双面叠合夹心保温剪力墙试验楼为研究对象,基于ABAQUS研究双面叠合夹心保温剪力墙结构的数值模拟方法,并建立有限元模型,通过对比计算自振频率和实测自振频率验证数值模拟方法的可行性。另外,建立有、无外叶墙模型,分别进行模态分析和推覆分析,研究外叶墙对双面叠合夹心保温剪力墙结构动力特性、抗侧刚度和抗震承载力影响,结果表明,外叶墙和桁架筋连接件对结构动力特性影响有限,可提高结构抗震承载力;对有、无外叶墙模型分别进行弹性时程分析,结果表明,两个模型的基底剪力最大差值为9.4%,有外叶墙模型基底剪力不一定比无外叶墙模型大。综上分析,建议低层双面叠合夹心保温剪力墙结构进行抗震设计时,可简化为无外叶墙结构进行地震内力计算。

低层双面叠合夹心保温剪力墙结构动力弹塑性分析研究

基于足尺模型振动台试验,对低层双面叠合夹心保温剪力墙结构进行动力弹塑性分析,并对数值计算结果和振动台试验结果进行对比,结果表明,有限元计算的结构响应及构件损伤情况基本和振动台试验结果相吻合,7度罕遇地震时该结构基本处于弹性状态,8度罕遇地震时构件损伤发展,9度罕遇地震时结构进入弹塑性状态,但变形满足大震不倒的要求。对有外叶墙模型和无外叶墙模型的动力弹塑性计算结果进行对比,随着输入地震波峰值加速度增大,两者结构响应发展趋势基本一致,无外叶墙模型的结构位移响应略大于有外叶墙模型,两者构件损伤位置和损伤发展趋势基本一致,无外叶墙模型墙体损伤程度略大。分析结果表明,在结构弹塑性状态下,外叶墙和桁架筋对结构抗震能力具有一定贡献,降低结构在地震作用下的损伤。