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钢筋混凝土异形柱框架结构以其没有柱棱、增加使用面积等优势,在住宅建筑中得到了广泛的应用,但规范对该结构在高度和层数上进行了严格的控制。而钢筋混凝土异形柱框架一抗震墙结构保留了异形柱框架的诸多优点,且增加了结构的抗侧刚度,因而可以适应更高住宅的建设需要。目前,国内对钢筋混凝土异形柱框架结构的试验研究和理论分析比较深入,但是专门针对异形柱框架一抗震墙结构体系抗震性能的研究相对较少。
本文对钢筋混凝土异形柱框架-抗震墙结构体系的抗震性能进行了两方面的研究:模拟地震振动台试验;利用MATLAB编制的程序和现有空间有限元分析软件进行结构弹塑性时程分析。
按7度抗震设防对一12层钢筋混凝土异形柱框架-抗震墙结构进行配筋设计,再按1/7缩尺制作了振动台试验模型;选取适用于不同场地的El Centro波、Taft波和上海人工波作为输入地震波,共分20个工况考核该结构在不同地震烈度下的动力反应。振动台试验结果表明,该结构在7度多遇、7度(0.10g)罕遇和7度(0.15g)罕遇地震作用下的层间位移角均能满足规范要求,具有较强的刚度和耗能能力,并具有一定的安全储备。结构的破坏形态属于梁铰机构,符合“强柱弱梁”的延性设计要求,整体结构的抗震性能良好。
在试验的基础上,本文选取退化三线型恢复力模型,采用层间弯剪型模型编制了结构的弹塑性时程分析程序,并采用该程序和现有空间有限元分析软件对原型结构进行了分析比较。对比分析结果表明,理论分析结果具有一定的精度,可供工程抗震分析参考使用。
文末对该结构体系的抗震性能做出综合评价,提出了可供工程设计参考的建议。