中高层生态复合墙混合结构计算方法与抗震构造措施研究

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课题组研发的生态复合墙结构是一种生态环保、安全经济的新型装配式结构体系,是适应我国墙体材料改革新形势的产物。目前课题组已对多层生态复合墙结构进行了深入细致的研究,然而随着社会的发展,人口向城市集中,多层建筑已不能满足现代城市的住房需求,有必要将多层生态复合墙结构向中高层发展。因此课题组提出中高层生态复合墙混合结构体系。本文在中高层生态复合墙体试验的基础上,对中高层生态复合墙混合结构的计算方法及抗震构造措施进行了探讨,主要内容如下:(1)在分析中高层生态复合墙混合结构受力特点的基础上,提出了结构协同工作的基本原理。基于混合结构协同工作原理,提出两种计算简图:刚结体系、铰结体系,并推导出复合墙板的抗剪刚度及竖向约束构件等效弯曲刚度。推导结构在水平荷载作用下的基本微分方程,求解出结构在均布荷载作用下的侧移公式、生态复合墙的剪力公式及竖向约束构件的弯矩及剪力公式;运用大型有限元分析软件SAP2000对结构进行数值分析,将数值分析结果与理论计算结果进行对比分析,验证本文提出的计算方法的合理性。(2)对中高层生态复合墙混合结构在均布荷载作用下的竖向约束构件的合理数量进行了研究。基于均布荷载作用下的结构侧移计算公式,推导出满足层间位移角限值的竖向约束构件刚度的计算式,并给出了不同的抗震等级、场地类别及设计分组的φ w值。采用双控法,确定混合结构的竖向约束构件的合理数量。针对一工程案例,对比分析四种不同的结构设计方案的优缺点,提出结构中竖向约束构件的合理布置。(3)根据前期中高层生态复合墙体试验、数值模拟,并结合工程设计案例,提出中高层生态复合墙混合结构的抗震构造措施,并给出了生态复合墙混合结构的保温构造措施。
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