工程力学 ›› 2019, Vol. 36 ›› Issue (5): 176-183.doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.01.0083

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两层带开洞预制剪力墙抗震性能试验研究与数值模拟分析

种迅1, 张蓝方1, 万金亮1, 王德才2, 叶献国1, 解琳琳3, 邵徽斌4   

  1. 1. 合肥工业大学土木与水利工程学院, 合肥 230009;
    2. 合肥工业大学建筑与艺术学院, 合肥 230009;
    3. 北京建筑大学土木与交通学院, 北京 100044;
    4. 西伟德宝业混凝土预制件(合肥)有限公司, 合肥 230601
  • 收稿日期:2018-01-29 修回日期:2019-01-15 出版日期:2019-05-25 发布日期:2019-04-09
  • 通讯作者: 王德才(1982-),男,安徽人,副教授,博士,主要从事工程结构抗震、地震工程方面的研究(E-mail:wdecai@hfut.edu.cn). E-mail:wdecai@hfut.edu.cn
  • 作者简介:种迅(1978-),女,河北人,教授,博士,主要从事工程结构抗震、预制与预应力混凝土结构方面的研究(E-mail:chongxun@hfut.edu.cn);张蓝方(1991-),女,辽宁人,硕士生,主要从事工程结构抗震方面的研究(E-mail:zlfhfut@163.com);万金亮(1991-),男,湖北人,硕士生,从事结构工程研究(E-mail:wanjinliang1991@qq.com);叶献国(1954-),男,安徽人,教授,博士,主要从事工程结构抗震、地震工程方面的研究(E-mail:hfuttjyxg@hfut.edu.cn);解琳琳(1987-),男,江苏人,讲师,博士,主要从事高层、超高层抗震性能,数值仿真方面的研究(E-mail:xielinlin@bucea.edu.cn);邵徽斌(1983-),男,安徽人,高工,工学学士,从事结构工程研究(E-mail:32195610@qq.com).
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51778201,51278519);安徽省自然科学基金项目(1708085QE103)

EXPERIMENTAL STUDY AND NUMERICAL SIMULATION ON SEISMIC PERFORMANCE OF TWO-STORY PRECAST SHEAR WALLS WITH OPENING

CHONG Xun1, ZHANG Lan-fang1, WAN Jin-liang1, WANG De-cai2, YE Xian-guo1, XIE Lin-lin3, SHAO Hui-bin4   

  1. 1. School of Civil Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China;
    2. College of Architecture and Art, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China;
    3. School of Civil and Transportation Engineering, Beijing University of Civil Engineering and Architecture, Beijing 100044, China;
    4. Sievert-baoye Precast Co, Ltd. Hefei 230601, China
  • Received:2018-01-29 Revised:2019-01-15 Online:2019-05-25 Published:2019-04-09

摘要: 为研究带窗洞的预制装配式混凝土剪力墙中窗下墙对结构抗震性能的影响,该文对两个带不同高度窗下墙的两层预制剪力墙试件进行了低周反复荷载试验。在此基础上,提出了带窗下墙预制剪力墙结构的精细有限元数值模拟方法,结合试验结果分析揭示了窗下墙对带开洞预制剪力墙抗震性能的影响。试验和数值模拟分析结果表明,两试件在初始受力阶段,窗下墙与下层连梁作为一根整体连梁共同工作,此后二者逐渐脱开,形成两根并列布置的双连梁;两试件的破坏形态均为墙肢根部和双连梁两端形成塑性铰,最终塑性铰区混凝土被压碎;窗下墙较高的试件W-2承载力和初始刚度均大于W-1,延性和耗能能力则小于W-1;预制剪力墙构件中的窗下墙可显著提高该类构件的刚度、承载力和耗能能力,对带窗下墙的预制剪力墙结构进行抗震设计时应对窗下墙予以考虑。

关键词: 窗下墙, 预制混凝土剪力墙, 拟静力试验, 抗震性能, 数值模拟

Abstract: To investigate the seismic performance of precast shear wall structure with openings, pseudo-static tests of two precast shear walls with different window-wall heights are conducted. Based on the test results, a refined finite element numerical simulation method is proposed, and the effect of window-walls to the structure is further evaluated. The experimental and numerical simulation results indicate that window-wall can work together with the coupling beam entirety at the preliminary stage. Then, a dual coupling beams mechanism is observed when the abovementioned two components separate. The failure modes of these two specimens involve crushes of the concrete at the plastic hinges formed at the bottom of walls and at two ends of the dual coupling beams. The load bearing capacity and initial stiffness of the specimen with a larger height of window-wall are larger, while its ductility and energy dissipation capacity are smaller. The window-walls can significantly improve the stiffness, load bearing capacity and energy dissipation capacity of such precast structure. Hence, window-walls are required to be considered in the seismic design of precast shear wall structure with openings.

Key words: window wall, precast concrete shear wall structure, pseudo-static test, seismic performance, numerical simulation

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2018年11月15日