框架—摇摆墙抗震性能和失效特征研究

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在框架结构中设置摇摆墙是可恢复功能抗震结构的一种实现形式。摇摆墙已在抗震加固中有应用,但是还没有较成熟的国内工程应用和设计方法。目前研究模型主要是在结构纵向设置摇摆墙,再对模型进行单向推覆分析,研究其对框架纵向抗震承载能力的改善作用。对于双向推覆下框架-摇摆墙结构的失效过程,特别是摇摆墙布置对结构抗震性能的影响和动力加载下的响应特征还缺少系统性认识。基于此,本文主要通过对纵、横向摇摆墙加设在结构不同位置的模型进行双向推覆和动力分析,对摇摆墙不同设置方式下结构抗震性能和破坏模式进行对比分析。通过弹塑性数值模拟,分析了双向推覆加载下框架-摇摆墙的失效过程与特征。结果表明,在与摇摆墙方向垂直推覆作用下,纵向摇摆墙对结构抗震性能没有影响,但是横向摇摆墙提高了结构的抗侧承载能力。摇摆墙主要改善的是与其方向平行的推覆作用下的层间位移,塑性阶段抗侧承载能力略有所提高。摇摆墙的布置位置对框架抗震性能影响较小,但摇摆墙方向对结构的抗震性能的影响较大。摇摆墙布置会改变了原结构的振型,表明了实际工程中可以通过采取合适的摇摆墙布置,来改变结构不利振型,提高抗震性能。在上述静力非线性分析基础上,进一步开展了框架-摇摆墙结构的抗震性能的非线性动力时摇摆墙结构在地震作用下顶层质心的位移时程响应过程和特征,分析了结构塑性铰的分布和发展规律。表明了加设摇摆墙不会改变框架梁和框架柱最开始出现塑性铰的时间,但是会改变框架梁柱的屈服顺序和分布位置。
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