摇摆填充墙—框架结构抗震设计方法研究

发布时间：2020-09-21 17:06

　　 摇摆填充墙-框架结构是一种新型结构体系,通过部分摇摆填充墙体和周边结构柱悬置于基础之上,使其具有水平抗剪能力,共同成为控制结构变形的主要受力构件。当受到外部激励时,墙体摇摆前其性能与普通填充墙-框架结构趋于相同,摇摆后可明显改变框架结构的变形模式,层间变形趋于均匀,提高结构的延性,降低结构底层的变形集中程度,促使结构实现整体型破坏。本文在框架摇摆填充墙结构研究的基础上,运用SAP2000有限元分析软件进行数值模拟,以一个6层混凝土框架结构为例,采用静力非线性分析方法对比了摇摆填充墙-框架结构、普通填充墙-框架结构和纯框架结构的性能差异。依据《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010(2016年版)对摇摆填充墙-框架结构分两个阶段进行设计,分别为多遇地震烈度下结构的内力变化和罕遇地震烈度下结构的最大层间位移角验算。最后针对墙体的“摇摆”对框架梁的延性要求提高的问题,简述了需要采取的相应构造措施,旨在探寻出一种能够较为容易推广于实际工程的设计方法。研究结果表明:在多遇地震弹性阶段,摇摆填充墙-框架结构的设计方法可按现行普通填充墙-框架结构为设计基础,但由于摇摆填充墙的布置,使得部分梁柱内力发生变化,故在摇摆填充墙-框架结构设计时需要乘以不同倍数的放大系数以满足性能要求;在罕遇地震作用下,摇摆填充墙-框架结构在不同地震作用下加速度与最大层间位移角具有线性关系?(28)0.014a;摇摆填充墙-框架结构由于填充墙两侧的框架柱与基础放松约束,在受侧向荷载时柱底抬起,与之相连的框架两侧梁的竖向位移和转角变化较大,对框架梁的要求明显提高,通过梁端箍筋加密区全跨布置以提高梁的延性,改善结构的抗震性能。
【学位单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU398;TU352.11
【部分图文】：

结构部分构件的破坏或者整体破坏，图 1-1 所示为框架结构的破坏机制。就多层框架结构而言，框架结构的破坏往往是由于框架柱的破坏引起的，框架梁破坏情况相对较轻，结构破坏往往以柱铰破坏为主，形成层间侧移机制进而引起结构的倒塌，如图 1-2 为柱铰破坏。但是在实际施工中由于受轴压比、配筋量等因素影响，再加上经济性方面的考虑，规范规定的“强柱弱梁”往往难以达到[1]。梁铰机制 柱铰机制 混合铰机制图 1-1 框架结构体系破坏机制Fig. 1-1 Moment resisting frame

第 1 章 绪论第 1 章 绪论1.1 研究背景和意义我国地震多发且活动范围广、强度大、频率高。在历次地震中，大量的建筑往往未充分发挥其预设性能而发生严重破坏或整体倒塌，尤以框架结构为代表。大量震害调查结果表明，框架结构并没有实现强柱弱梁的美好期望，而发生框架结构部分构件的破坏或者整体破坏，图 1-1 所示为框架结构的破坏机制。

填充墙常被视为非结构构件，往往只考虑填充墙的荷载效应，而对其刚度所造成的影响只采取了简单的周期折减[2,3]。实践证明该方式并不可取，在实际地震中填充墙和相连的梁、柱将产生复杂的相互作用，并参与地震剪力分配。而由于填充墙的施工工艺和材料性能的限制，使得其在地震时提早破坏，并对主体带来不利影响。在实际震害中也发现，填充墙所带来的刚度效应和约束效应等因素最终导致结构破坏[4]。填充墙的典型震害如图 1-3 所示。（1）底层薄弱层破坏 （2）中部软弱层破坏

【参考文献】

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本文编号：2823755