[00873298]新型砌体填充墙框架结构抗震性能与设计方法研究

在基于性能的抗震设计理论背景、汶川地震中填充墙框架遭受严重破坏的灾害背景和禁用粘土砖提倡节能的政策背景下，该项目针对填充墙框架复杂共同作用机理、新型填充墙不同设计地震水平下的性能指标、自保温墙材的连接构造、力学计算模型等新型填充墙框架结构工程实践中尚未解决的关键问题开展系统研究，为完善填充墙框架的设计计算方法，促进新型墙体材料的推广应用提供重要技术支持。该项目主要研究内容和成果如下：(1)通过单层多跨填充墙框架结构抗震性能试验研究，重点研究砌体填充墙布置形式和楼板对框架结构破坏机制和抗震性能影响。提出了填充墙布置形式对主体框架内力分布、破坏模式及抗震性能指标的影响规律和破坏形态判别依据。(2)通过6榀新型砌块填充墙框架单元抗震性能试验，重点研究砌块类型及高宽比对框架结构抗震性能影响，提出针对“强框架，弱填充墙”的设计指导原则和填充墙框架弹塑性地震反应分析方法。在理论推导和试验结果的基础上提出了等效约束填充墙恢复力计算模型和实用改进斜撑杆模型。(3)通过7榀足尺自保温砌块填充墙框架结构抗震性能试验，重点研究砌块类型和砌体与框架拉结构造方式对框架结构抗震性能的影响。分析了拉结构造方式对框架的水平承载力、延性、耗能性能和填充墙砌体抗倒塌能力等的影响规律，提出新型砌体填充墙合理拉结方式。(4)首次开展了带足尺门窗的新型砌体填充墙框架抗震性能试验，重点研究填充墙开洞形式和门窗边框对填充墙框架破坏模式和抗震性能的影响。提出了带门窗洞口填充墙框架力学计算模型和合理拉结方式。同时也研究了填充墙框架结构在不同受力阶段门窗的开启性能，研究结果对保证地震逃生的抗震设计方法具有重要参考价值。(5)基于试验研究和理论分析结果，提出新型砌体填充墙框架四个不同抗震性能水平的失效判别标准和相应变形容许值。(6)开展填充墙框架结构地震反应弹塑性简化分析方法研究，提出填充墙布置方式对主体框架在周期折减、承载能力、塑性铰分布、性能点及楼层位移等的影响规律。研究成果可为既有填充墙框架结构的抗震性能评估和填充墙框架抗震设计方法的完善提供依据。项目组在中国率先系统新型砌体填充墙抗震性能和设计方法的研究工作，研究工作量巨大，效果显著。研究成果已在《土木工程学报》、《AdvancedScienceLetters》、《建筑结构学报》等国内外权威期刊发表论文共计9篇，SCI、EI收录5篇。申请获批实用新型专利２项。研究成果成功应用于凯城华府、宝旭住宅建筑群等多项工程设计项目，有效提高结构的抗震性能，促进新型墙体材料的推广应用，取得良好的经济效益和社会效益。