摇摆填充墙基底宽度对结构抗震性能的影响分析

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在中国实际工程建设中,钢混框架结构由于开间大、而且分隔相对灵活、建设周期短等优点而被广泛应用。然而在地震作用下,钢筋混凝土框架结构易形成层屈服破坏现象。在结构中布置一定数量的填充墙用来分隔空间增加了结构的实用性,结构填充墙的加入提高了结构的自身刚度,但也降低了结构本身的延性,这就意味着层屈服破坏机制并未发生改变。针对这种情况,国内外学者为对结构变形进行一定的调控,提出了框架摇摆墙结构和摇摆填充墙-框架结构两种新型的结构体系,该体系中通过墙体的摇摆以完成对结构楼层变形进行调控,使其层间变形均匀,防止出现层屈服破坏机制。  本文在摇摆填充墙-框架结构的研究基础上,进一步对结构基底宽度进行研究。将结构基底宽度划分为满跨、满跨的1/3、满跨的1/2、满跨的2/3以及基底宽度为0五种情况。通过采用有限元软件SAP2000进行数值模拟,分别建立5种不同基底宽度的4、6、8层摇摆填充墙-框架结构模型。通过静力非线性分析,对比了不同层数不同基底宽度的结构抗震性能,得到了基底宽度为满跨2/3的摇摆填充墙-框架结构模型抗震性能优于其他相同层数的结构模型,然后对结构基底进行了初步设计。之后采用动力时程分析对基底宽度为满跨2/3的摇摆填充墙-框架结构模型抗震性能进行了验证。  研究结果表明:摇摆填充墙框架结构改变了混凝土框架的破坏模式,使其由层屈服破坏转变为了整体型破坏,结构各构件作用得到了充分发挥,结构的延性得到了大大提高。此外摇摆填充墙框架结构构造简单,当墙的基底宽度为满跨的2/3时,层间位移角发展更为均匀,结构承载力亦高于其他结构,其所表现出来的抗震性能最佳。
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