科技成果

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成果名称: 可恢复功能波形钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能与设计方法研究

成果登记号: 9612023J0035

第一完成单位: 西安建筑科技大学

联 系 人: 高音

成果类型: 基础理论

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 新材料

应用行业: 建筑业

学科分类: 结构设计(560.3050)

应用状态: 未应用

完成人: 王威,苏三庆

成果简介:

国内多次大地震表明,在震后建筑结构往往破坏严重,且难以修复,进而导致建筑功能的中断,影响社会正常的生产发展。这就要求建筑结构的抗震设防目标从“大震不倒、保护生命财产安全方面”向“震后可恢复功能方向”发展。而剪力墙作为高层建筑中重要的抗侧力构件,在结构中承担着大部分的水平荷载,是最关键的受力构件。但在发生地震作用后,混凝土剪力墙常因受损而导致其抗侧功能降低,严重影响建筑的可靠性和安全性,需要提供一种可在地震之后迅速恢复功能的混凝土剪力墙构件。基于此,本项目提出了可恢复功能波形钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能与设计方法。

本项目旨在研究高层和超高层建筑结构中关键受力构件剪力墙的可恢复功能抗震设计方法,创新性的提出高层建筑中一种新型组合剪力墙结构构件,即波形钢板-混凝土组合剪力墙,以克服传统钢筋混凝土剪力墙易发生脆性破坏、震后难以修复和普通平钢板-混凝土剪力墙中钢板侧向刚度差、钢板与混凝土易剥离的缺点。本项目为实现剪力墙震后功能快速恢复的目标。首先,针对波形钢板-混凝土组合剪力墙,从破坏机理、组合机制、界面粘结和破坏特征等方面展开了研究;随后,从消能减震层面,分析了可恢复功能波形钢板-混凝土组合剪力墙的易损坏薄弱部位,得到了其损伤控制机制及技术措施;最后,针对带有墙趾可更换阻尼器的波形钢板-混凝土组合剪力墙,进行了抗震性能试验研究及功能恢复程度评估,并建立了可恢复功能的抗震设计方法。

本项目研究了波形钢板-混凝土组合剪力墙的抗震性能和破坏特征,建立了波形钢板-混凝土组合剪力墙的抗震设计方法。同时从抗震控制及消能减震角度出发,利用结构保险丝原理,提出剪力墙破坏的损伤控制机制和建立了可恢复功能抗震设计方法,实现了可恢复功能波形钢板-混凝土组合剪力墙在震后可快速恢复功能的目标。完成人围绕本项目取得多项研究成果,共计发表学术论文82篇,其中刊出SCI论文27篇,刊出EI论文17篇;出版学术专著1部;授权国家专利122项,其中发明专利30项,外观设计1项。项目的成果将为实现剪力墙震后功能快速恢复提供新方法,且对实现震后快速恢复的目标具有重要的理论意义和广阔的应用前景。