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大量震害表明:作为非结构构件存在于RC框架中的填充墙,在一定程度上改变了框架结构的各种性能指标,造成了许多不同形式的地震破坏。在RC框架结构中,目前主要采用的设计方法是:按照框架进行设计,不考虑填充墙的承载,只是将墙体的自重当作外荷载施加到计算模型上;抗震计算时,考虑填充墙对结构刚度的影响,对框架的自振周期折减。这种计算分析方法只能大概估算填充墙对结构自振周期的影响,无法考虑不同材料、不同布置等情况下的填充墙对结构影响的差异。本文根据算例基于MIDAS/GEN,对两种常用填充墙材料(烧结多孔砖、混凝土空心砌块)不同布置形式下RC框架结构进行动力分析,探讨填充墙对结构动力反应的影响,并进一步研究填充墙对整个结构抗震性能的影响。
本文运用墙框并联简化模型以“等代剪力墙”来模拟填充墙作用,基于MIDAS/GEN建立RC框架结构模型,研究两种常用填充墙材料(烧结多孔砖、混凝土空心砌块)不同布置形式下结构的地震动力反应。通过模态分析,计算结构的特征值;通过动力时程分析,研究结构的层位移时程曲线、加速度时程曲线、最大层间位移和层间位移角的变化规律;通过Pushover分析,观察RC框架结构塑性铰的分布特点并判断结构的薄弱部位。
研究结果表明:RC框架结构中,填充墙的加入使结构的周期减小,频率增大,刚度增大。填充墙材料和布置形式的不同对结构的自振周期、层加速度时程曲线和最大层间位移等都有影响,且布置形式影响较大。填充墙布置不合理将使结构相应楼层产生薄弱层。同时,薄弱层处的刚度突变随着填充墙材料刚度的减小而减弱,最大层间位移也随着填充墙材料刚度的减小而减小。因此,填充墙材料为刚度较小的烧结多孔砖砌体且布置均匀合理的形式更有利于结构抗震。