【摘 要】
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研究框架结构的倒塌性能时,由于填充墙的复杂性以及不确定性,学者们在分析时通常将填充墙框架简化成纯框架,然后通过采用周期折减的方法粗略地考虑填充墙对结构的贡献,但是这种方法不能准确反映实际结构的性能。目前,一些学者对填充墙框架的倒塌性能开展了研究,主要针对钢筋混凝土框架,而对钢框架的研究较少,且很少考虑填充墙竖向布置不均匀对框架倒塌性能的影响。本文结合简化的双向斜压杆的有效宽度计算公式在SAP200
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研究框架结构的倒塌性能时,由于填充墙的复杂性以及不确定性,学者们在分析时通常将填充墙框架简化成纯框架,然后通过采用周期折减的方法粗略地考虑填充墙对结构的贡献,但是这种方法不能准确反映实际结构的性能。目前,一些学者对填充墙框架的倒塌性能开展了研究,主要针对钢筋混凝土框架,而对钢框架的研究较少,且很少考虑填充墙竖向布置不均匀对框架倒塌性能的影响。本文结合简化的双向斜压杆的有效宽度计算公式在SAP2000有限元软件中建立框架模型,采用拆除构件法、增量动力分析方法以及易损性分析方法,从考虑填充墙框架的抗竖向倒塌性能、侧向倒塌性能、填充竖向布置不均匀以及不同填充墙厚度对框架倒塌性能的影响几个方面开展了研究。主要研究工作如下:(1)介绍填充墙简化模型双向斜压杆的有效宽度计算公式,以及分析框架结构倒塌过程所采用的失效判断准则;建立实体填充墙框架和简化斜压杆的填充墙框架模型,进行动力时程分析,对比顶点位移和基底剪力,验证了简化的双向斜压杆支撑框架的正确性,为后续的研究奠定基础。(2)对竖向倒塌分析方法进行了讨论分析,采用拆除构件法对钢框架进行动力弹塑性分析,研究纯钢框架和填充墙平面钢框架在边柱、内柱、中柱失效后的失效柱节点竖向位移、底层柱轴力、二层梁弯矩以及轴力的动力反应,对数值模拟结果进行对比,分析考虑填充墙后框架的破坏模式的变化。(3)总结增量动力分析的原理,确定结构损伤指标和地震动强度指标,对纯钢框架和填充墙框架进行增量动力分析,对不同地震下结构的破坏模式和层间位移角的关联进行分析,并分别对底层无填充墙的钢框架和不同墙厚的填充墙框架进行计算,讨论填充墙框架抗侧向倒塌性能的影响因素。当底层无填充墙时会使框架产生薄弱层,更容易发生倒塌。在设计建筑物的过程中,应着重加强薄弱层,为填充墙框架设计提供了一种新思路。(4)基于增量动力分析对钢框架结构的倒塌性能水准和极限破坏状态进行量化,推导易损性分析原理的公式,定义填充墙框架结构的四个损伤性能状态,对填充墙框架结构进行基于性能的易损性分析。建立钢框架结构在所选的地震动强度作用下的地震需求模型,对数据进行回归分析得到地震易损性概率公式,并分析钢框架的倒塌储备系数。
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