填充墙对于RC框架结构抗震性能的影响研究

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带填充墙钢筋混凝土框架结构能够提供较大的使用空间,一直是我国多层房屋广泛采用的结构形式。传统设计中填充墙作为框架结构非受力构件,不承担水平荷载的作用,但历次震害研究表明,填充墙与框架是协同工作的。因此,我们不能简单的将填充墙看作非结构构件,应当考虑其与框架整体的协同作用。结合前人所做研究,本文主要完成的工作如下:(1)以某6层带填充墙框架结构为背景,根据刚度等效原则,采用等效斜撑模型来模拟填充墙,建立不同填充墙布置下的计算模型,通过模态分析将纯框架模型与填充墙框架模型进行对比,探讨现行规范对于框架结构周期折减系数的合理性。(2)采用振型分解反应谱法和时程分析法对填充墙框架结构进行了弹性和弹塑性分析。在多遇地震作用下,填充墙为结构提供了较大的侧向刚度,有效地减小了结构的侧向位移,承担了较大的水平剪力,起到了较好的耗能效果;在罕遇地震作用下,填充墙的刚度效应有所降低,但仍然能承担一部分水平剪力,对结构的位移起到一定的影响;填充墙的竖向不规则布置导致框架结构薄弱层的凸显,对抗震不利。(3)对纯框架模型和填充墙框架模型分别进行Pushover分析。通过梁、柱塑性铰的分布及发展程度可知,填充墙的加入有效的抑制了塑性铰的发展,但在未布置填充墙的楼层塑性铰发展迅速,加剧了薄弱层的破坏。通过对三种填充墙竖向不规则布置模型的性能点进行分析,得出了最不利的一种方案。(4)针对分析得出的填充墙最不利布置提出改进方案,建立相应的计算模型,通过非线性时程分析以及pushover分析等手段,围绕层间位移角、性能点和塑性铰等进行全面的有效性验证。(5)探究了不同填充墙材料对于框架结构抗震性能的影响。结果表明,在弹性分析下,轻质填充墙材料对结构位移的控制占有明显优势,对于填充墙竖向不规则布置的情况,轻质填充墙表现出较好的抗震性能;在罕遇地震作用下,由于传统砖墙的容重较大,使得结构吸收的地震作用较大,当填充墙发生破坏失效时,吸收的能量完全由原框架结构通过变形耗散,故传统砖墙对于框架结构的抗震更加不利,因此,选用轻质填充墙材料更加符合抗震设防的理念。
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