填充墙框架结构基于性能的抗震评估研究

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目前,多层钢筋混凝土框架结构在我国应用较为广泛,该结构常采用砖墙、砌块砌体或其他材料进行房间分隔或外部围护。科学的评定该结构的抗震性能,了解结构在地震作用下的性能表现,以最大限度地降低地震震害损失以及保护人民生命财产安全,具有重要意义。在水平荷载作用下填充墙和外围框架是共同工作的,填充墙对结构的强度和刚度均有影响。然而,在实际工程设计和结构评估中,为了简化常常忽视这种相互作用,认为框架承担结构的全部作用。这种简化处理办法并不是安全的,因为填充墙对结构刚度的影响,有可能导致较大的地震作用。因此,在结构的抗震性能评估中应合理考虑填充墙体对结构的影响。在填充墙框架结构的抗震性能评估方面,本文展开如下工作:介绍了填充墙框架结构在水平荷载作用下的工作性能,详细阐述了填充墙对结构刚度及承载力的影响因素,结合文献资料对该结构的破坏模式进行了介绍,并对填充墙框架结构的抗震性能进行了分析。通过对国内外研究者所提出的各种计算分析方法进行总结,并对各分析方法的优劣及适用情况进行讨论后认为,等效压杆模型较适用于宏观结构的计算分析。通过建立等效压杆模型中压杆的轴力-变形关系,使填充墙体的非线性关系在现有的有限元分析软件中得以实现。结合国内外研究资料介绍了抗震结构的设防水准及性能水平,提出了填充墙框架结构的抗震性能水平划分方法,根据该结构的在不同工作阶段的特点和变形特征及部分试验数据的分析整理给出了具体量化的性能指标。利用有限元分析软件ETABS,对三个填充墙框架结构分别采用无墙和含墙模型进行非线性静力分析,用能力谱法获得结构在地震作用下的反应后,根据结构在地震作用下的层间位移角来评价结构的抗震性能。结果表明,利用本文提出的层间位移角作为结构性能水平的量化指标,能够了解结构在地震作用下的抗震性能。
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