两水准设计的RC框架—剪力墙结构双重抗震破坏机制研究

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广东省标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(DBJ/T15-92-2021)(以下简称“广东省高规”)简化了抗震设计方法,采用设防烈度地震动参数及基于性能的方法进行结构抗震承载力计算,并简化了抗震延性构造措施。由于其两水准抗震设计方法缺乏实际应用经验和试验成果支撑,非常必要通过试验和理论研究深入调查抗震结构体系是否符合预期的失效破坏机制以及抗震延性需求。本文依据广东省高规简化后的抗震设计方法设计RC框架-剪力墙结构,采用拟静力试验、数值参数模拟分析以及实际工程的对比计算多种手段,研究结构的失效破坏机制和抗震性能。主要内容和结论如下:1)采用广东省高规简化后的两水准抗震设计方法,考虑抗震构造等级不同,设计了3榀1/4的平面RC框架-剪力墙结构,进行拟静力抗震滞回试验。试验结果表明,结构的抗震破坏机制完全符合抗震设计预期,具有良好的双重抗震破坏机制;极限状态下(侧向位移角1/25),结构没有倒塌,表现出良好的抗震弹塑性变形能力。依据试验测试数据,详细分析了测试结构的滞回曲线、骨架曲线、变形和延性、耗能、刚度和强度退化等抗震性能指标,结果表明模型结构具有稳定的滞回性能、较好的位移延性和耗能能力,主要抗震性能指标符合当前主流的基于延性抗震设计的需求。2)对模型结构进行拟静力试验仿真模拟,模拟分析的滞回曲线和骨架曲线均与试验结果吻合较好,并剖析了各级荷载下出现的承载力和变形差异。在仿真模拟的基础上,扩展轴压比、竖向构件配筋率、剪力墙高宽比、柱剪跨比等主要影响因素的参数范围,进行了系统的数值参数分析。分析结果表明各因素对结构抗震性能的影响符合一般规律,在一定参数范围内,结构具有较好的延性。结构的塑性铰部位和损伤出现顺序无大的差异,剪力墙和框架柱的损伤破坏梯度特性明显,具备良好的双重抗震破坏机制。3)采用行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程GJG3-2010》(以下简称“国标高规”)和广东省高规,分别针对某14层RC框架-剪力墙结构,进行弹性反应谱分析和弹塑性动力时程分析,并进行计算分析结果的比较。对比结果表明依据广东省高规设计的结构算例能够保证抗震安全,主要考察指标具有与依据国标高规设计的结构相当甚至更高的富余度;大震作用下,剪力墙破坏较为严重,框架柱损伤较小,剪力墙和框架柱的损伤破坏具有明显的梯度特性。
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