论文摘要
框支密肋复合墙结构是底部采用大空间框架-抗震墙（或复合墙）结构、上部采用密肋复合墙结构的一种新型抗震结构体系。由于密肋复合墙结构自重轻，整体性好，具有较高的承载及耗能能力，且其承载力和刚度可根据不同设计要求进行调整，因此框支密肋复合墙结构易于实现底部大空间与上部房屋结构的竖向刚度协调，提高结构的整体抗震能力。墙梁作为上下结构间最重要的转换构件，其性能对结构整体抗震能力的优劣起到了决定性的作用，研究其受力机理、抗震设计理论就显得尤为重要。本文通过试验研究、理论分析及数值模拟，对墙梁在竖向荷载及与水平荷载共同作用下的受力性能及影响因素进行了研究，建立了框支密肋复合墙结构的简化力学模型，提出了墙梁的实用设计计算方法；并就结构层间刚度比的合理取值进行了探讨，给出了框支密肋复合墙结构抗震构造措施。本文的主要研究内容包括：1框支密肋复合墙结构墙梁抗震性能试验研究及竖向荷载作用下的受力机理分析（创新点一）为考察框支密肋复合墙结构墙梁在竖向及水平低周反复荷载作用下的反应，通过对四榀两跨框支密肋复合墙结构墙梁的试验研究，就墙梁的受力机理、破坏模式及抗震性能进行了分析。重点研究了复合墙结构墙梁在竖向荷载作用下的受力性能并就其影响因素进行了分析。2框支密肋复合墙结构墙梁非线性有限元分析为弥补实体试验中试件数量、工况及加载条件的局限性，更加全面地反应框支密肋复合墙结构墙梁的受力性能，通过框支密肋复合墙结构墙梁的非线性有限元分析，较为真实地模拟了墙梁的内力、变形、裂缝发展的全过程及极限承载力水平；同时，针对试验研究的局限性，利用通过验证的有限元分析模型，提供了墙梁更多的反应信息，从而为建立更为有效的墙梁计算模型奠定了基础。3框支密肋复合墙结构墙梁折算荷载及实用设计方法研究（创新点二）为将结构上部荷载折算为墙梁计算荷载，简化框支结构墙梁的设计计算方法，结合试验数据，利用验证后的有限元数值模型对框支密肋复合墙结构墙梁在竖向荷载作用下的受力特点进行了计算分析，并就影响复合墙中托梁应力分布的四个主要因素：托梁最大内力与墙体高跨比Hw／L、托梁高跨比Hb/L、墙体弹性模量与托梁弹性模量比E／Ec、开洞及其位置等进行了较为详细的对比分析；以弹性地基梁理论为基础，提出托梁在竖向荷载作用下的三角级数应力分布形式，并回归托梁的荷载折减系数，给出了较为实用、简便的墙梁设计计算方法，为框支密肋复合墙结构墙梁的实用设计提供了科学依据。4框支密肋复合墙结构层间刚度比的优化设计研究（创新点三）为解决框支结构转换层上、下层间刚度比合理取值问题，在本文前述试验研究及非线性有限元分析的基础上，结合课题组前期研究成果及现代高层结构计算理论，建立了框支密肋复合墙结构弹性阶段的简化力学模型——框支—复合弹性板模型；利用验证后的简化力学模型对结构进行了动力反应分析，探讨了转换层上、下层间刚度比对框支密肋复合墙结构弹性侧移的影响，并提出其合理取值，初步解决了框支复合墙结构层间刚度比的优化设计难题。5框支密肋复合墙结构抗震设计方法研究通过对比分析几种常见墙梁的设计计算方法，给出了框支密肋复合墙结构墙梁的实用设计计算公式；建立了框支密肋复合墙结构弹性及弹塑性计算模型；运用抗震控制设计思想，给出框支密肋复合墙结构及构件的抗震构造措施。
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