少量剪力墙的框架结构抗震性能分析

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随着建筑功能的需求,以及纯框架结构承载力和侧向刚度较弱,使得含少量剪力墙的框架结构在抗震设计中得到工程师广泛的采用。规范对不同的结构体系规定了相应的弹性层间位移角限值,其中规范条文说明规定:少量剪力墙框架结构通常是为了增大框架结构的侧向刚度、满足层间位移角限制的要求。而且其限值需依据框架部分承受倾覆力矩的多少,在框架和框架-剪力墙的位移角限值间偏于安全插值。对于偏于安全内插具体如何理解,至今没有一个明确的解释。目前对“偏于安全内插”常解释为线性内插或者分级控制内插。已有研究表明:对于规范所提到的扭转周期比满足要求而层间位移角不满足要求的框架结构,常通过布置少量剪力墙去增大侧向刚度以满足层间位移角限值,但线性内插在实际工程中控制偏严,很难实现。本文针对框架结构布置少量剪力墙不是规范所说的为了满足层间位移角限值的规定而是为了符合扭转周期比要求时,通过布置有不同数量、不同位置、不同墙肢长度少量剪力墙的框架结构模型,得到少量剪力墙布置的一些特性,并对承担不同底部倾覆力矩百分比对应的最大层间位移角与两种内插方法得到的数值进行对比分析。研究表明:线性内插及分级控制内插在实际工程中依旧控制偏严以至于难以实现。通过广泛的阅读并收集国内外的相关研究成果,得出建筑结构控制其最大弹性层间位移角主要是为了防止非结构构件的破坏。本文认为对偏于安全内插应理解为,视非结构构件的重要程度以及震后的维修困难程度等由设计人员在1/550和1/800之间取值即可,而按线性内插或者分级控制并没有什么实际意义。最后,通过一个少量剪力墙的框架模型在大震下的静力弹塑性分析,观察少量剪力墙的破坏机理。结果表明:少量剪力墙的框架结构中剪力墙能够很好地充当抗震第一防线,保证结构具有很好的抗震性能。本文相关研究对少量剪力墙建筑结构的抗震设计具有重要的理论指导意义。
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