多层单排配筋剪力墙结构模拟地震振动台试验研究 (2010年)

为了研究多层单排配筋剪力墙住宅结构，分析单排配筋混凝土剪力墙与双排配筋混凝土剪力墙抗震性能的差异，设计制作了一个1:4缩尺的4层钢筋混凝土剪力墙结构模型，该模型的一侧墙体配筋为双排钢筋，另一侧墙体配筋为单排钢筋．对其进行了模拟地震振动台试验，研究了其动力特性以及不同烈度地震作用下结构的加速度反应、位移反应和破坏形态．试验表明，单排配筋剪力墙平面内的抗震性能好于双排配筋剪力墙，由于单排配筋翼缘和腹板的共同工作，其平面外性能与双排配筋剪力墙差异不大，单排配筋剪力墙可用于7度和8度区多层剪力墙住宅结构的抗震设计 ### 多层单排配筋剪力墙结构模拟地震振动台试验研究 #### 研究背景与目的 随着城市化进程的加快，住宅建设的需求日益增长。传统的多层住宅体系如混凝土砌块结构、轻型钢结构等存在一定的局限性，如抗震性能差、施工复杂等问题。在此背景下，研究一种新的、既经济又具有良好抗震性能的多层住宅结构显得尤为重要。本研究旨在通过对比分析单排配筋剪力墙和双排配筋剪力墙在抗震性能上的差异，为多层剪力墙住宅结构的设计提供科学依据。 #### 模型设计及试验方法 本研究设计并制作了一个1:4缩尺的4层钢筋混凝土剪力墙结构模型（SWST(4)）。模型的一侧墙体采用双排钢筋配筋，而另一侧墙体则采用单排钢筋配筋。这样的设计有助于直观地对比两种配筋方式下的结构抗震性能。模型的平面由四个对称布置的L形截面剪力墙组成，墙体厚度为35毫米。墙体之间通过连梁和楼板相连，确保结构的整体性和稳定性。 为了模拟实际地震条件下的结构响应，研究人员对模型进行了模拟地震振动台试验。试验过程中，通过调整振动台的频率和强度，模拟了不同烈度的地震作用，从而能够全面地评估结构的动力特性和抗震能力。 #### 结果分析 1. **动力特性**：通过对模型的动态测试，研究人员获得了结构的动力特性参数，包括固有频率、阻尼比等。这些参数对于理解结构在地震作用下的行为至关重要。 2. **加速度反应与位移反应**：在不同烈度的地震作用下，模型的加速度反应和位移反应被详细记录下来。结果显示，单排配筋剪力墙在平面内的抗震性能优于双排配筋剪力墙。这主要是因为单排配筋剪力墙的翼缘和腹板能够更有效地协同工作，提高了结构的刚度和延性。 3. **破坏形态**：通过观察不同烈度地震作用下模型的破坏情况，发现单排配筋剪力墙的破坏形态相对较为理想，表现出较好的抗震性能。尽管在平面外性能方面，单排配筋剪力墙与双排配筋剪力墙的表现相近，但在平面内，单排配筋剪力墙展现出明显优势。 #### 结论与应用建议 本研究表明，单排配筋剪力墙在平面内的抗震性能优于双排配筋剪力墙，而且由于单排配筋剪力墙的翼缘和腹板的共同作用，其平面外性能与双排配筋剪力墙相当。基于这些结果，可以推荐单排配筋剪力墙用于7度和8度地震区域的多层剪力墙住宅结构的设计中，这样不仅能够满足结构的抗震要求，还能降低建造成本，提高经济效益。 这项研究为多层剪力墙住宅结构的设计提供了重要的参考依据，有助于优化结构设计，提高住宅的安全性和经济性。未来的研究可以进一步探索不同配筋方式下剪力墙结构的长期性能和耐久性，以实现更加全面的结构评价。