装配式混凝土填充墙对框架结构抗震性能的影响

摘要

随着装配式建筑的发展，建筑的建造方式发生了极大的改变。填充墙作为建筑中重要的一个部分，传统的手工砌筑方式已经不适应装配式建筑的建造。在此背景下，预制混凝土填充墙作为适合装配式建筑建造的一种填充墙形式应运而生。已有的研究表明，填充墙对于框架结构的性能有着极大的影响。虽然国内外有许多的学者对填充墙框架结构做出了大量的研究，但已有的研究大部分都是研究砌体填充墙，对于预制混凝土填充墙的研究较少，对于此类框架的影响因素的分析较为缺乏。本文的主要工作如下：
　　（1）总结了目前国内外的学者在界面抗剪承载力以及填充墙对结构性能的影响方面的成果，得到界面连接钢筋的抗剪承载力的计算方法以及填充墙简化模型。提出利用接触面等效原理来模拟混凝土填充墙与框架之间的拉结钢筋抗剪承载力的方法，弥补了直接建立钢筋模型无法考虑拉结钢筋抗剪作用的缺点。
　　（2）混凝土填充墙相对于传统砌体填充墙而言，其刚度更大，整体性更好，承载能力也更强，本文在已有研究的基础上，通过有限元软件ATENA进行分析，对混凝土填充墙高宽比、墙体厚度、以及与框架之间的拉结方式等因素对结构性能的影响进行分析。
　　（3）由于对填充墙进行有限元分析较为复杂，在实际工程中广泛推广较为困难。所以许多学者就填充墙的计算提出了许多的简化计算模型，本文结合有限元分析结果，验证现有填充墙等效模型对于混凝土填充墙的合理性，并对其进行必要的修正，为实际工程考虑混凝土填充墙对框架结构的性能的影响提供基础。
　　（4）介绍 Pushover分析原理以及利用 SAP2000实现 Pushover分析的过程。通过工程实例介绍装配式框架结构中叠合板、叠合梁、框架柱以及混凝土填充墙的拉结节点，并对实际工程建模进行 Pushover分析，通过模型顶点位移-基底剪力、性能点和层间位移角的比较，研究了混凝土填充墙对框架结构的承载力、变形能力和刚度的影响。
　　（5）通过底部剪力法估算结构水平地震作用，探究不同的填充墙的类型对结构自振周期的影响，并计算不同的结构自振周期对结构水平地震作用的影响。此外，通过搜集各国规范中关于填充墙对结构性能影响的规定，了解各国规范中对于考虑带有填充墙框架结构的自振周期的取值方法，并结合实际工程模态分析结果来对混凝土框架-填充墙结构自振周期的取值方法进行评价，并对我国规范提出建议。

目录

声明

第1章 绪论

1.1背景及意义

1.2预制填充墙现状

1.4本文研究的主要内容

2.3钢筋本构模型

2.4接触面模型

2.5有限元模型验证

2.6小结

第3章 混凝土框架-填充墙结构有限元分析

3.1试件设计

3.2有限元模型非线性分析结果

3.3小结

第4章 Pushover分析原理及等效压杆模型

4.1引言

4.2基于性能的抗震设计

4.3 填充墙等效压杆模型

4.4小结

第5章 混凝土框架-填充墙结构Pushover分析

5.1引言

5.2实例介绍

5.3模型的建立

5.4 模态分析结果

5.5 Pushover分析结果

5.6 性能评估

5.7自振周期对结构水平地震作用的影响

5.9小结

结论与展望

参考文献

致谢