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填充墙广泛的应用于建筑结构体系中,早已成为当今世界应用最为普遍的结构体系之一。长期以来,人们对框架结构的研究只侧重于框架,而仅仅将填充墙当作了一种隔断和围护的工具。近几年由于地震灾害频发,研究者已经开始认识到,填充墙对整个结构的影响是不可低估的。 已有研究表明,填充墙对结构的刚度、承载能力、变形性能、破坏机理有着非常重要的影响,忽略填充墙对结构的影响是非常不安全的,当前在设计中一般是将填充墙折减成荷载直接布置到梁上,再根据填充墙数量的多少,对结构的周期进行折减,这样只是近似的在整体上考虑了填充墙对结构影响,对填充墙与框架之间的相互作用并未考虑在内,鉴于此,本文主要做了以下几个方面的工作。 (1)总结分析各种填充墙的简化计算模型,对本文所采用的等效斜撑模型和填充墙元模型结合相关实验运用有限元分析方法进行有效性验证,根据分析结果对模型的相关参数进行调整优化,学者程光煜所提出的填充墙刚度折减系数往往过大,本文根据所研究问题的实际情况,将刚度折减系数调整为0.8。 (2)通过有限元分析方法,对比纯框架结构和填充墙框架结构的静力分析结果,研究填充墙对框架结构受力性能的影响。研究结果表明,填充墙框架结构的承载能力是纯框架结构的1.35倍。填充墙框架结构的顶点位移变化比纯框架结构缓慢平稳。填充墙框架结构塑性铰出现的顺序和纯框架结构不相同。梁柱出现塑性铰的时间要比纯框架结构晚。 (3)利用有限元分析方法从整体上对结构进行地震反应的推覆分析。比较纯框架结构,填充墙框架结构与开洞的填充墙框架结构的塑性铰的分布与发展,顶点位移,以及层间位移角的变化。研究结果表明,由于填充墙对结构刚度的贡献,结构的各层位移和层间位移角都有所减小。在填充墙的影响下框架柱的塑性铰数量普遍增多,且一二层的框架柱上的塑性铰发展水平比较高,这样就容易使框架楼倒塌。 (4)利用有限元分析方法,通过对在不同的填充率、相同的填充率但填充墙布置不相同、填充墙直接添加在结构上和将填充墙折算成荷载添加在结构上、不同开洞率的这几种情况从整体上进行模态分析、反应谱分析、时程分析,得到周期、位移等信息,然后进行分析比较。研究结果表明,随着填充率的降低结构的顶层位移在增大,且在填充率差值相同的情况下,位移的差值是不相同的。对于填充率相同,填充墙布置不同的结构,结构下部不加填充墙时对位移影响比较大。质量分布比较均匀,填充墙布置合理的结构其顶层最大位移发生时间比较接近时程最大加速度所对应的时间。随着开洞率的增加结构的顶层位移在增大。由于开动率的不同造成结构周期的变化,使得结构位移峰值与加速度峰值出现的时间产生偏差。