实验教学项目描述
实验材料
1. 虚拟实验耗材
本实验涉及的虚拟耗材及其参数如表2所示。
表2 虚拟实验耗材
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序号 |
实验材料 |
材料参数 |
虚拟耗材模型 |
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1 |
钢筋 |
直径：Ф14、Ф8、Ф6 纵筋类型：HRB400 分布筋类型：HPB300 |
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2 |
混凝土 |
C35 |
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3 |
模板 |
木模板 |
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4 |
NaCl溶液 |
5%浓度 |
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2. 预设参数
本实验以厦门不同建设年代的4座近海高层建筑为工程背景，通过预设结构参数、构件尺寸参数、盐雾腐蚀参数，使学生可以自主设计多参数实验。实验中涉及的参数如下：
（1）结构参数：
实验预设了厦门海滨4座高层建筑的结构参数如表3所示。
表3 4座近海高层建筑结构参数
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项目名称 |
厦门世茂海峡大厦(双子塔) |
厦门建设银行大厦 |
厦门国际银行大厦 |
厦门海滨大厦 |
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建设年代 |
21世纪10年代 |
21世纪00年代 |
20世纪90年代 |
20世纪80年代 |
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房屋总高度 |
300米 |
176.2m |
146.5m |
110m |
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结构类型 |
A 塔、B 塔:框架-核心筒，裙楼:框架-剪力墙 |
框架-核心筒 |
框架-核心筒 |
框架-剪力墙 |
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抗震设防分类 |
乙类 |
乙类 |
乙类 |
丙类 |
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设计地震分组 |
第三组 |
第三组 |
第三组 |
第三组 |
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场地类别 |
Ⅲ类场地 |
Ⅲ类场地 |
Ⅲ类场地 |
Ⅲ类场地 |
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抗震等级 |
A 塔、B塔框架和核心筒均为一级；裙楼框架和剪力墙均为一级 |
塔楼框架和核心筒均为一级 |
框架和核心筒均为一级 |
框架为三级， 剪力墙为二级 |
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混凝土环境类别 |
三b类 |
三b类 |
三b类 |
三b类 |
（2）剪力墙尺寸参数
实验预设两种尺寸的剪力墙如表4所示，使剪跨比产生差异，进一步导致低周反复荷载下剪力墙的破坏模式（即裂缝走向和构件破坏征兆）产生差异，如图19所示。
表4 2种剪力墙尺寸及对应剪跨比
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剪力墙高度 |
剪力墙宽度 |
剪力墙厚度 |
剪跨比 |
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第一组 |
1.9米 |
1米 |
100毫米 |
1.9 |
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第二组 |
1米 |
1米 |
100毫米 |
1 |
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（a）尺寸选择界面 （b）剪跨比1.9试件最终破坏 （c）剪跨比1.0试件最终破坏
图19 剪力墙多尺寸参数分析
（3）盐雾腐蚀参数：
实验预设4种腐蚀参数如表5所示。不同腐蚀程度剪力墙的承载能力、刚度退化、延性性能、耗能能力各不相同，如图20和图21所示。
表5 盐雾腐蚀参数
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盐雾腐蚀参数 |
参数取值 |
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腐蚀箱运行时间 |
0天：相当未腐蚀；模拟“双子塔”当前状态 |
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60天：相当于实际暴露5年；模拟“建设银行大厦”当前状态 |
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90天：相当于实际暴露15年；模拟“国际银行大厦”当前状态 |
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150天：相当于实际暴露30年；模拟“海滨大厦”当前状态 |
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NaCl溶液浓度 |
5% |
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PH值 |
6.5~7.2 |
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温度 |
（35±2）℃ |
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盐雾沉降率 |
1~2mL/80cm2.h |
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图20 腐蚀参数选择 |
图21 抗震性能对比分析 |
