带窗下墙的预制混凝土剪力墙结构抗震性能研究.doc

带窗下墙的预制混凝土剪力墙结构抗震性能研究鉴于预制装配式混凝土剪力墙结构制作工艺的不同,门窗洞口处的窗下墙不再是传统意义上的非结构构件,而是作为结构构件参与受力。深入研究带窗下墙的预制装配式混凝土剪力墙结构的受力性能及其破坏模式,对评价该类结构的抗震性能具有重要意义。针对上述研究需求,本文开展了带窗下墙的预制剪力墙结构的抗震性能试验研究,在此基础上提出了适用于该类结构的精细有限元数值模拟方法,揭示了该类高层结构的地震损伤机理,并对该类结构的设计方法进行了初步探究。主要成果如下:(1)基于分层壳单元建立了7片灌浆套筒预制剪力墙试件的精细化有限元模型,模拟结果与试验结果整体吻合良好,验证了该精细化有限元模型的合理性和准确性。说明采用等同现浇的方法能够较好的模拟灌浆套筒预制剪力墙的受力特性。(2)进行了两个带不同高度窗下墙的两层预制剪力墙试件的低周反复试验,提出并验证了适用于该类构件的精细有限元数值模拟方法。试验和数值模拟分析结果表明,窗下墙与连梁间水平拼缝脱开,形成两根并列布置的双连梁,该类构件呈现出明显“双连梁”受力特性。预制窗下墙显著提高了该类构件的刚度、承载力和耗能能力。(3)以一7度区高层预制混凝土剪力墙结构作为基本研究对象,建立了该结构的精细有限元模型,研究了无窗下墙、矮窗下墙和高窗下墙对预制混凝土剪力墙整体结构抗震性能的影响。分析结果表明,预制窗下墙能够显著提高结构的整体耗能能力,有效减小结构层间位移角,控制结构损伤,对于高层预制剪力墙结构有必要考虑窗下墙的有利贡献。(4)初步探究了带窗下墙的预制混凝土剪力墙结构的设计方法。以相近的抗震性能为目标,对基本研究对象进行了重新设计,结果表明考虑窗下墙贡献,可有效减小该类结构墙体厚度,节省用料,降低造价。