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带暗撑剪力墙抗震性能研究 摘要：加强混凝土剪力墙在提高建筑结构抗震性能方面有着重要地位。本文提出 和研究了一种新型的钢筋混凝土剪力墙。四个1:3 比例的短肢模型被设计出来并 进行试验研究。本文讨论了模型的承载能力、刚度、延展性、滞回性能和耗能能 力。本文通过和一般剪力墙的比较研究，发现了带暗撑的剪力墙抗震性能得到了 明显提高。本文最后提出一种剪力墙力学模型和计算器其承载能力的计算公式， 最终表明了理论计算结构和实测结构相吻合。 关键字：钢筋混凝土剪力墙；抗震性能；暗撑；承载能力；刚度；延展性；滞回 能力；耗能能力 1、简介 在高层建筑的抗震设计中，钢筋混凝土剪力墙在提高结构的抗震性能方面发 挥了至关重要的作用。在过去几十年里，剪力墙性能的研究倍受学者们关注 （例 如 Paulay 1975; Armstrong 1977; Hernandez and Zermeno 1980; Wong and Saiidi 1982; Aktan and Bertero 1985; Kabeyasawa 1986;Colotti 1993; Wallace 1994; Takehara等 1997）。由于其对较高的平面侧移刚度，钢筋混凝土剪力墙结构能有效减小其横 向位移，但是其也会吸收大量的地震力和能量。剪力墙可以在其延性和耗能能力 两个重要方面提高其抗震性能。对剪力墙塑性变形的研究人有：Fintel （1974）、 paulay和Santhakumar （1976）、Paulay （1982） 、Cholewichi （1982）、Chaallal 和Thomas （1984）、Esaki （1996）和Tassios （1996）等。对剪力墙耗能能力设计 进行研究的人有：Paulay和Williams （1980）、Baktash （1983）、Ogata和Kabeyasawa （1985）。这里介绍Mato （1969）年的想法，就是在主体结构中采用留设竖缝的 剪力墙，在近年来，在留设竖缝剪力墙抗震性能方面已经作出了研究（sheu 1989； Cheung1993 ；Kwan等 1993,1998 ）。这类剪力墙的主要优势在于能明显地提高其 延展性，但是剪力墙的承载能力和刚度会降低。由于受到Moto设想的启发，在 最近学者们提出和研究了一些新型剪力墙。LU等 （1997,2000）一种基于被动控 制概念，提出设置垂直橡胶的带新型耗能剪力墙。Ye等（1999）和Kang等（2001 ） 提出了在带有裂缝剪力墙的缝间设置双重职能的连接件。研究证明这些剪力墙在 延展性和耗能能力上都有所提高。 本文提出和研究了一种带暗撑的新型剪力墙。这种剪力墙是在墙体中配置对 角钢筋，这种斜向钢筋作为暗撑布置在墙体上。这种暗撑能有效的制约混凝土上 裂缝的发展，从而改善剪力墙的性能。四个1:3比例设计的短肢剪力墙模型中， 有三个带有暗撑和一个没有暗撑。文中详细的讲解了整个试验研究，分别讨论了 墙体的承载能力、刚度、延展性、滞回性能、耗能能力和破坏机理。通过和普通 剪力墙的试验对比，本文发现设置的暗撑能让剪力墙的性能得到显著的改善。文 中最终建立了带暗撑剪力墙的计算模型和承载力计算公式。其现实了理论计算的 结果和试验结果向一致。 2 、试验详情 为了研究带暗撑钢筋混凝土剪力墙的抗震性能，试验设计了四个1：3, 比例短 肢试验模型。这些试验模分辨型命名为HSW 、HSBIW 、HSB ⅡW和HSLB 。模型 HSW为一面没有暗撑的普通剪力墙。其他三个模型为和HSW配置相同主筋，但 设置不同暗撑剪力墙。模型HSBIIW为只在墙身底部设置一道X形暗撑的剪力墙； HSBIW为设置了两道X形暗撑剪力墙；HSLBW为既设置了竖缝有设置了暗撑的 剪力墙，三条竖缝分别设置在墙体中间和墙体的两侧。模型HSBIW、HSBIIW和 HSBLW的尺寸和钢筋详情分别如图1到图3所示。模型墙体厚度设计为80mm。每 一道暗撑由4 φ12 （或者是4 φ8 ）的主筋和φ4@60 的箍筋构成。实验模型的一些 设计可以考虑参考曹等 （2000 ）和刘等 （2000 ）。除了暗撑，模型HSW的尺寸和 配筋与模型HSBIW相同。模型中使用的混凝土和钢筋力学性能分别如表1和表2 所示，其中混凝土轴心抗压强度根据中国混凝土设计规范 （GNJ10-89 1990 ）中 公式fc