[01466232]内置薄壁钢管高性能混凝土剪力墙地震破坏机理及灾变控制方法

我国是地震多发国家,地震活动强度大、范围广,开展内置薄壁钢管高性能混凝土组合剪力墙结构地震破坏机理及灾变控制方法的研究工作,是改善高层及超高层建筑结构抗震能力的有效途径。通过钢与高性能混凝土材料的组合,可满足现代工程结构向高层和大跨度发展的需求,通过减小结构构件截面尺寸,节约材料用量,可降低资源和能源消耗,满足“碳中和”的目标,同时提高混凝土结构的耐久性,延长结构使用年限。在不增加施工难度及造价的前提下,通过设置薄壁钢管能够显著改善传统剪力墙抗震性能,具有良好的社会和经济效益。本课题从实际工程需求出发,研究内置薄壁钢管高性能混凝土组合剪力墙地震破坏机理及灾变控制方法,通过不同钢构件截面与钢结构形式的组合,构建受剪承载力高、变形和耗能能力强的新型钢与高性能混凝土组合剪力墙构件,取得了如下研究成果：（1）通过试验研究和理论分析,揭示该结构的地震破坏机理,建立受剪承载力计算方法及力学计算模型。（2）完成大量数值模拟计算,综合数值计算及试验结果,对内置薄壁钢管组合剪力墙进行全过程受力分析,研究墙体从整体墙到分体墙柱的演变过程;对影响内置薄壁钢管组合剪力墙受力性能的参数进行系统分析,提出提高其抗震性能的主要量化措施。（3）针对内置薄壁钢管小剪跨比组合剪力墙受力特点,基于平衡条件、物理方程及变形协调方程建立软化拉压杆-滑移模型对内置薄壁钢管小剪跨比组合剪力墙承载能力进行分析,揭示其受力机理。（4）建立结构在地震作用下材料细观损伤累积与结构宏观灾变响应之间关系,提出改善高性能混凝土剪力墙变形能力的有效技术措施及灾变控制方法,为该结构的抗震设计提供科学依据。本项目研究历时6年,投入研究经费40万元,在国内外学术期刊上公开发表科研论文6篇,其中SCI检索4篇,申请发明专利2项,授权实用新型专利2项,并培养硕博研究生8名。