工程力学

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损伤可控的含减震外挂墙板RC 框架结构抗震性能分析

  

  1. 合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽 合肥 230009
  • 收稿日期:2018-10-18 修回日期:2019-03-15 发布日期:2019-03-25
  • 通讯作者: 冯玉龙(1990-),男,安徽滁州人,工学博士,讲师,从事结构工程和工程抗震研究;(E-mail: feng_yulong@126.com) E-mail:feng_yulong@126.com
  • 作者简介:蒋 庆(1984-),男,安徽蚌埠人,工学博士,副教授,从事结构工程和工程抗震研究;(E-mail: ahhfjq@163.com) 王瀚钦(1994-),男,安徽合肥人,硕士生,从事结构工程和工程抗震研究;(E-mail: wanghq@mail.hfut.edu.cn) 种 迅(1978-),女,河北辛集人,工学博士,教授,从事结构工程和工程抗震研究;(E-mail: chongxun_sun@163.com)
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51778201; 51878233);中国博士后基金项目(2018M630706)

SEISMIC PERFORMANCE ANALYSES OF A DAMAGE-CONTROLLING RC FRAME WITH DAMPING CLADDING PANELS#br#

  1. School of Civil and Hydraulic Engineering, Hefei University of Technology, Hefei Anhui 23009, China
  • Received:2018-10-18 Revised:2019-03-15 Published:2019-03-25

摘要: 预制混凝土外挂墙板作为一种高性能外围护构件在装配式建筑中得到广泛应用。为利用外挂墙板与主体结构之间的相对变形,提出在外挂墙板上部和下部分别采用钢筋线连接和U 型耗能器(USD)的连接方式,形成含减震外挂墙板RC 框架(F-USD)结构;进一步,在结构中加入摇摆墙,形成损伤可控的F-USD 结构(F-USDRW)。基于校准的数值模型,进行了动力时程分析,对比了外挂墙板RC 框架、F-USD 和F-USDRW 罕遇地震下USD耗能和结构响应。结果表明:提出的含USD 外挂墙板可以实现减震目标;在F-USD 中,各层USD 耗能分布不均匀,某些楼层USD 甚至不屈服;在F-USDRW 中,摇摆墙可以有效地控制结构层间剪力和位移分布,各层USD均能够进入塑性阶段,提高了耗能的效率和能力,更有效地降低了结构位移响应和残余变形。

关键词: 外挂墙板, U 型耗能器, 摇摆墙, 动力时程分析, 抗震性能

Abstract: As a high-performance envelope component, precast concrete cladding panels are widely used in assembled buildings. For the purpose of using the relative deformation between the cladding panels and the main structure, the steel bar and U-shaped damper (USD) connection methods are adopted at the top and the bottom of the cladding panels respectively to form an RC frame with damping cladding panels (F-USD). Further, a damage-controlling RC frame with damping cladding panels (F-USDRW) is proposed though setting rockingwalls in the F-USD. Based on calibrated numerical models, a series of dynamic time-history analyses are performed to compare the USD energy dissipation and the structural responses of the frame, F-USD and F-USDRW under major earthquakes. The results show that the proposed cladding panels can achieve a damping target. In the F-USD, the USDs among stories occur an unevenly distribution of energy consumption, and the USDs at certain stories cannot even yield. In the F-USDRW, the rocking wall can effectively control the distribution of inter-story shear and displacement, and the USDs at all stories can enters the plastic stage; thus, the energy consumption efficiency is improved and the structural displacement responses and the residual deformations are more effectively reduced.

Key words: cladding panel, U-shaped damper, rocking wall, dynamic time-history analysis, seismic performance

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2018年11月15日