钢筋混凝土开孔剪力墙模块化结构抗震与隔震性能分析

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近年来,国家大力推进装配式建筑,装配式建筑因其绿色环保的施工方式和大大缩短的施工周期等特点已成为建筑行业实现转型发展的必然选择。在推进住宅产业化的过程中,装配式建筑的体系不断改进,模块化建筑成为实现住宅产业化的有效途径。在此背景下,模块化结构的研究大大增加,但主要集中于钢结构模块化建筑,而对于钢筋混凝土模块化建筑研究较少,且已建成的此类结构主要集中于非抗震设防地区,受自身抗震性能制约在设防烈度较高的地区应用较少。为提高模块化结构的抗震性能,可以采用底层隔震的方式,在不改变上部结构模块设计的同时降低地震作用。因此,本文聚焦于钢筋混凝土模块化结构,研究其构造连接和抵抗罕遇地震、极罕遇地震的能力,并与本课题组提出新型大位移摩擦摆隔震支座相结合,实现模块化结构抗震性能的提高。本文的主要研究内容如下:(1)提出一种钢筋混凝土开孔剪力墙模块,由其组成模块化结构。对单层模块化结构采用有限元软件进行单调推覆分析和低周往复分析,分析模块及连接构件承载力、延性、耗能能力;对比不同连接形式,基于实际工程中模块结构形式和钢筋混凝土剪力墙模块化结构特点,确定合理建模方式用于后续研究。(2)对比相同平面布局的钢筋混凝土开孔剪力墙模块化结构、与框架复合的模块化结构、传统框架结构,采用非线性动力分析比较结构在设计罕遇地震下的层间位移和连接构件受力,确定不同结构的抗罕遇地震性能(3)为使模块化结构具备抗罕遇地震甚至抗极罕遇地震性能,将模块化结构与一种新型隔震支座——组合式大位移摩擦摆隔震支座结合。分析组合式大位移摩擦摆隔震支座力学性能,采用滞回模型模拟,并对隔震支座振动台试验中不同PGA的地震工况下的隔震支座位移以及隔震周期进行模拟,验证滞回模型的准确性,并将此模拟方法应用于后续模块化隔震结构的研究。(4)设计采用组合式大位移摩擦摆支座底层隔震的钢筋混凝土开孔剪力墙模块化结构、与框架复合的模块化结构、传统框架结构,选取合适的隔震支座半径和摩擦系数,研究其在罕遇地震和极罕遇地震作用下的隔震层最大位移及残余位移、上部结构层间位移、连接构件轴力,比较其隔震性能。
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