汶川地震框架填充墙结构震害分析与数值模拟

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钢筋混凝土框架结构中,为满足分隔、围护等使用功能要求,需在柱间嵌砌墙体,形成框架填充墙结构。已有的研究表明,填充墙对框架结构的承载力、刚度以及变形能力都有较大的影响。在我国现行规范中,仅给出填充墙与框架的构造处理措施,未给出框架填充墙协同作用计算方法。本文根据合肥工业大学赴川震害调查组在四川地震灾区进行的震害调查资料,归纳了框架填充墙结构震害现象和破坏特征,分析了框架填充墙结构震害产生的机理及原因。此外,通过建立填充墙的等效对角受压斜撑等代力学模型,运用模态分析、静力弹塑性方法,对地震灾区中两栋受到填充墙显著影响的,具有典型震害特征的钢筋混凝土框架结构房屋进行数值计算及分析。研究表明,填充墙的存在会增加结构刚度,减小建筑物自振周期,增大地震作用;平面或竖向不合理地布置填充墙会使结构在地震作用下产生扭转或形成层间薄弱层;若能合理布置,填充墙在地震初期先于结构破坏,吸收消耗大量地震能量,限制主体结构的位移,保护框架主体结构免遭损伤,或降低主体结构震害,有利于提高房屋的整体抗震能力。
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