考虑SSI和填充墙刚度效应的RC框架结构抗震性能研究

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SSI(Soil-structure interaction)效应以及填充墙的刚度效应都是影响结构地震响应的重要因素。在一般的工程设计过程中通常采用刚性地基假定,且不考虑填充墙不规则布置带来的影响。但是在实际震害中发现SSI效应和填充墙的不规则布置可能会致使结构某些楼层出现薄弱层。因此,文章综合考虑填充墙不规则布置引起的“薄弱层”位置与SSI效应研究钢筋混凝土框架结构的抗震性能,并采用IDA方法评估其抗倒塌能力,完成如下主要工作:(1)RC框架填充墙结构一般会存在“薄弱层”敏感区域。当填充墙不规则布置引起的“薄弱层”位于该敏感区域时,结构在罕遇地震下的最大层间位移角增大系数在1.020~1.614之间;而当“薄弱层”位于该敏感区域之外时,可以不考虑填充墙不规则布置对结构最大层间位移角评估的影响。(2)对于底层为空框架的RC框架填充墙结构,考虑SSI和填充墙刚度效应的结构倒塌时变形主要集中在结构的底部两层,致使框架结构的耗能能力明显减弱,表现出类似薄弱层的效应,因此建议设计人员在对底层无填充墙或填充墙较少的框架填充墙结构在验算结构的弹塑性变形时需要考虑SSI和填充墙刚度效应带来的不利影响,且必须限制层刚度比K2/K1在一个更小的范围。(3)在地震动强度Sa(T1,5%)在0~0.2g之间时,结构在近场脉冲和普通远场地震作用下50%分位IDA曲线的结果非常接近,结构还未进入到较强的非线性阶段时,近场脉冲效应并未在结构上造成较大的影响。而当地震动强度Sa(T1,5%)超过0.2g之后,近场脉冲型地震作用下的结构比普通远场地震作用下的结构更加快速进入到强非线性阶段,其层间位移角响应随地震动强度的增加而快速增加,近场脉冲效应显著。相比较于普通远场地震作用下,近场脉冲效应使结构的平均倒塌谱加速度峰值降低约0.2g。
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