楼板和填充墙对RC框架结构抗震性能的影响分析

发布时间：2020-06-07 12:29

【摘要】：楼板和填充墙在钢筋混凝土框架结构的抗震环节中起着不可忽视的作用,而使用现浇板的带有填充墙的框架结构也是现有最普遍的建筑结构形式。在之前传统的相关抗震设计中,楼板和填充墙并不会考虑其参与和承担地震作用造成的水平荷载。但是近年来发生过的数次地震灾害表明,楼板和填充墙的协同工作对整体结构的抗震性能皆产生了一定影响。尤其在汶川地震灾害中发现,很多结构没有完全体现“强柱弱梁”屈服机制的抗震思路。为了讨论和研究相关楼板与填充墙作用下框架结构的的抗震性能,并且对整体屈服机制的变化进行探讨,并结合前人所做研究,本文所做相关工作主要如下:(1)通过对国内外关于楼板填充墙的研究,深入分析现浇楼板对框架结构的影响。其中楼板的混凝土以有效翼缘的方式增强梁框架受压区抗压强度,现浇板钢筋又增强负弯矩区的抗拉能力。并通过对填充墙破坏机理的研究提出了模拟填充墙的等效斜杆模型。(2)以某6层现浇楼板带填充墙的钢筋混凝土框架结构为研究背景,并采用sap2000有限元软件对各类构件进行合理建模。为保证楼板在三维框架结构状态下的实际工作情况,采用完全壳(膜加板)对现浇楼板进行分析建模,并对框架结构中的砌体填充墙采用等效斜杆模型进行模拟分析。通过设置不同的分析模型,将纯杆系框架与带有楼板和填充墙的相关模型进行对比分析,探讨相关数据的差异性,并近一步研究楼板与填充墙在地震作用下对整体结构的抗震性能影响途径。(3)在保持所建立模型的其他因素,如质量,建筑面积等不变的情况下,通过有限元软件剪力“纯杆系结构(纯框架),楼板+杆系结构(仅含楼板),填充墙+杆系结构(仅含填充墙),楼板+填充墙+杆系结构”,开展在多遇地震下的振型分解反应谱分析,以及进行罕遇地震作用下的时程分析。分析结构说明:楼板和填充墙在单独作用下,可以向RC框架结构提供良好的抗侧刚度,减少了结构在地震作用中产生的侧向位移,起到了良好的抗震效果。楼板与填充墙同时布置对于结构的整体刚度有较大的提升,抗侧移效果更佳。填充墙在地震后期由于自身破坏无法对结构造成实质性的抗震影响,不能充当抗震设防。(4)对以上建立的框架结构模型分别进行Pushover分析。在整个塑性分析以及塑性铰分布和发展模式中可以发现,楼板和填充墙的协同作用对于结构抗震产生了双面影响。一方面,由于楼板和填充墙对于整体建筑有明显的抗侧刚度提升,塑性铰在初期发展中被抑制。但是当塑性铰发展至中期时,尤其是带现浇板的填充墙模型,产生了明显的“柱铰型”破坏机制,违背了强柱弱梁的抗震理念,这种情况对于结构延性破坏设计产生了一定威胁。在此基础上,针对不良屈服机制,特别是在底部大空间情况下的柱铰型破坏进行了加固方案对比,并遴选出最优改善方案。
【图文】：

震害,填充墙,建筑结构设计,现浇楼板

图 1.1 汶川地震中的典型震害Fig 1.1 Typical earthquake damage in the Wenchuan earthquake目前国内，，带有现浇楼板和填充墙的钢筋混凝土框架结构是建筑设计中最为广泛运用的建筑形式[2]。在我国的建筑结构设计中，往往利用填充墙进行建筑使用

分布图,板筋,应力,分布图

10图 2.1 板筋应力实际分布图ig 2.1 Actual Distribution Map of Stress in Plate and Reinforcement
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU375.4;TU352.11

【参考文献】