速度脉冲型地震动作用下EPSC米字格混凝土墙RC框架抗震性能研究

EPSC grid concrete wall, which integrates with the characteristics of load-bearing, insulation, fireproof, environmental protection, energy-saving and quick construction, has been preliminarily applied in RC frame to form a new structural system, and its seismic safety problem has become a hot topic in the field of earthquake engineering. Previous studies have shown that near-fault velocity pulse ground motions have greater potential damage to engineering structures than ground motions without velocity pulse. The project carries out research on the seismic performance and its adverse factors of RC frame with EPSC star-type grid concrete wall under near-fault velocity pulse ground motion. By collecting and selecting near-fault ground motion and combining artificial ground motion, the reasonable near-fault ground motion input will be determined. The ‘star-type’ grid concrete wall will be constructed. The shaking table test will be performed to investigate the seismic response and realize the seismic damage process of the RC frame with EPSC star-type grid concrete wall under velocity pulse ground motion. A 3D refined numerical analysis method on frame-wall dynamic interaction will be established, and the simulating results will be mutually verified with the test results. According to the nonlinear analytical method, the effect of wall material and frame-wall connection type on the dynamic response and failure modes of RC frame will be analyzed. In order to realize the reasonable evaluation of the seismic performance of the structure system, the appropriate intensity measure and damage measure, especially the velocity pulse parameter measure, will be determined for the seismic vulnerability analysis of RC frame with star-type grid concrete wall.

EPSC网格混凝土墙体集承重、保温阻燃、节能环保和施工快捷于一体，已初步应用于RC框架中形成新的结构体系，其地震安全性问题成为研究的热点。已有研究表明，近断层脉冲型地震动相对一般的地震动对工程结构有更大的潜在破坏作用。本项目针对近断层速度脉冲型地震动作用下EPSC米字格混凝土墙RC框架的抗震性能及其不利影响因素开展研究。通过近断层地震动记录收集与选取，结合人工地震动合成，确定合理的近断层地震动输入；构建“米字格”混凝土墙体模型，开展振动台试验探究速度脉冲地震动作用下该结构体系的地震响应，实现其地震损伤过程的物理模拟；建立框-墙动力相互作用三维精细化数值分析方法，与试验结果实现互证支撑，探讨墙体材料和框-墙连接方式对RC框架动力响应及破坏模式的影响；确定米子格混凝土墙RC框架地震易损性分析的合适的地震动强度指标和结构响应损伤指标，特别是速度脉冲参数指标，以实现对该结构体系抗震性能的合理评估。

EPSC网格混凝土墙体集承重、保温阻燃、节能环保和施工快捷于一体，已初步应用于RC框架中形成新的结构体系，其地震安全性问题成为研究的热点。1）本项目基于地震作用下填充墙可简化为等效对角支撑模型，构建了“米字格”混凝土墙体模型，为研究该墙体的抗震性能，进行了5个墙体试件的水平低周反复荷载试验，结果表明米字格混凝土墙体较传统十字形墙体具有更高的承载力（+12%）、弹塑性变形能力和耗能能力（+180%）、抗侧性能（+52%），且随着芯孔直径增加20mm，承载力提高了12%以上；EPSC和钢筋混凝土骨架协同工作，有助于墙体力学性能的提升；提出的简化模型方法可用于分析格构式混凝土墙的抗震性能。2）对EPSC格构式混凝土填充墙RC框架模型进行了振动台试验，研究结果表明：连续强震动作用下EPSC裂缝数量较多，部分格构柱水平开裂，而RC框架未发现损伤，EPSC格构式混凝土填充墙RC框架具有良好的抗震性能；模型最大层间位移角仅为1/513，格构式混凝土墙体的存在极大增强了RC框架的抗侧刚度；墙体与RC框架设置不同间距、长度的拉结筋均能提高墙体的平面外稳定性能，可控制墙体与框架协同工作。3）基于整体动力时程分析方法研究米字格混凝土墙体结构在速度脉冲地震动作用下的地震反应特性，结果表明米字格混凝土墙结构具有良好的抗震性能，包括耗能能力，并对具有较高频率分量的近断层地震动更为敏感；结构呈现剪切变形，强震作用下结构层间位移角小于轻微损伤级别的极限值。墙体开口显著影响破坏模式，带有窗洞的米字格混凝土墙体（高宽比小于1.11）符合剪切破坏，带有门洞（高宽比为2.5）符合弯曲剪切破坏。斜撑可以分散墙中的应力，尤其是对于混凝土格构梁，并与混凝土格构柱有效抵抗侧向力，提高结构系统的延性和完整性。本项目的研究将有助于认识格构式混凝土墙体结构的破坏模式与抗震性能，为格构式混凝土墙体结构的科学抗震设计和建设提供支撑，推动格构式墙体在建筑结构中的应用与发展，具有十分显著的经济效益和社会效益。

内容获取失败，请点击重试