泡沫混凝土填充墙对RC框架结构的抗震性能影响研究

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在地震作用下,刚性连接砌体填充墙RC框架结构经常出现大部分主体结构保存完好或有轻微损伤,而填充墙则破坏较为严重的问题,我国规范虽然建议墙体与框架之间应脱开处理,但是并没有给出具体的构造措施,且对于不同种类的填充墙材料,墙-框之间的连接构造也大有区别。现浇泡沫混凝土墙技术是我国自主研发的,且应用较为广泛,目前国内外对于泡沫混凝土填充墙抗震性能的研究较少;钢丝网架主要应用在混凝土夹心墙板中,且可以提升墙体性能,而将钢丝网架应用到泡沫混凝土填充墙上,其可行性及对墙体性能的影响还有待研究。本文采用有限元分析方法,利用经过验证的有限元模型,研究了泡沫混凝土填充墙与RC框架的连接方式、钢丝网片的布置形式及不同设计参数对RC框架结构的抗震性能影响规律,并取得以下成果:(1)通过调整墙-框之间的脱开形式,开展了泡沫混凝土填充墙与RC框架的三种连接方式对RC框架结构破坏模式的影响,结果表明:各RC框架都是先在梁端、后在柱脚形成塑性铰;各墙体在加载前期主要以受拉破坏为主,后期则同时存在受压及受拉破坏。采用刚性及墙-框一面脱开连接方式的墙体,对角受压形式明显,对角线处应力值较大,而采用墙-框两面及三面脱开连接方式的墙体只在设置了拉结筋的区域存在应力集中现象,其他区域应力值相对较小,墙-框三面脱开改变了墙体的受力形式,并可最大程度地降低RC框架及墙体的破坏。(2)通过调整墙-框之间的脱开形式,开展了泡沫混凝土填充墙与RC框架的三种连接方式对RC框架结构的承载力及初始刚度的影响,结果表明:采用墙-框一面、两面及三面脱开连接方式都可减低结构的承载力及初始刚度,但墙-框三面脱开降低幅度最大,抗震性能最好。与刚性连接方式相比,采用墙-框三面脱开连接方式的结构承载力及初始刚度分别降低了45.82%、53.41%,延性系数提高了53.41%。(3)通过调整钢丝网片的面数及拉结筋的数量,研究了钢丝网片的布置形式对RC框架结构的性能影响规律,结果表明:墙体是否内置钢丝网片对RC框架结构的性能及框架的破坏影响较小,但钢丝网片面数的增加可降低墙体的破坏。当拉结筋由A6增加至2 A6时,结构的承载力、初始刚度分别增加了11.99%、14.41%,延性系数降低了9.89%,拉结筋数量的增加提高了结构的耗能能力,但也加大了RC框架及墙体的破坏。(4)通过调整墙体的厚度、强度以及柱轴压比的大小,研究了这三个参数对RC框架结构的性能影响规律,结果表明:各个参数值的增加都可提高结构的承载力和初始刚度。墙厚的增加可略微减小墙体的破坏,对RC框架的破坏影响较小;强度的增加对RC框架的破坏影响较小,且并不能减小墙体的破坏;柱轴压比的增加对墙体的破坏影响较小,但加大了RC框架的破坏。
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