填充墙钢筋混凝土框架结构抗震性能弹塑性分析

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中国现行钢筋混凝土框架结构基本采用的是纯框架的设计方法,对填充墙刚度和承载力贡献及楼板钢筋对梁承载力贡献的考虑很不合理,这成为实际震害中结构普遍未能出现“强柱弱梁”破坏机制的主要因素。同时中国现行的抗震设计采用“三水准”设防目标,但对“中震可修”对应的的层间位移角限值并未作出具体规定。针对以上我国现行钢筋混凝土框架结构设计方法的不完善之处,本文进行相关的研究工作如下:分析整理填充墙、楼板对框架结构抗震性能影响的试验和理论研究成果,建立合理的考虑填充墙影响的框架结构有限元分析模型,基于SAP2000V15.1.1从不同抗震设防烈度、填充墙填充率的变化、无墙薄弱层的位置、填充墙的厚度、填充墙的材料等多个角度进行多遇地震振型分解反应谱分析、设防地震和罕遇地震下弹塑性动力时程分析,研究填充墙对钢筋混凝土框架结构的刚度和承载力贡献,并与中国现行抗震设计方法对比分析,提出了中国规范钢筋混凝土框架结构采用的自振周期折减系数的修正取值及其他一些有利的建议。利用SAP2000V15.1.1中的非线性分层壳单元真实模拟楼板建立框架模型进行静力弹塑性分析,从梁板形式、梁高、梁跨、板厚、梁净距等多个角度来分析楼板钢筋参与梁抗负弯矩受拉的规律,定量分析楼板参与梁负弯矩端抗弯受拉翼缘计算宽度,得出了本文建议的受拉翼缘计算宽度的取值;提出对应于“中震可修”变形验算的层间位移角限值,完善了中国规范钢筋混凝土框架结构“三水准”抗震性能设防目标的量化指标;对各抗震设防烈度组考虑填充墙、楼板的实际框架结构和传统设计方法的纯框架结构进行Pushover分析,对比其在多遇、设防、罕遇地震下的抗震性能及罕遇地震下的抗倒塌能力储备,得出一些有益结论。最后本文提出综合考虑填充墙和楼板对钢筋混凝土框架结构实际作用的修正的抗震设计方法,并与规范现行方法的设计配筋进行比较,通过Pushover分析验证了本文修正的抗震设计方法满足抗震性能要求及本文提出的“中震可修”变形验算采用的层间位移角限值的可行性。
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