掉层框架剪力墙结构地震易损性研究

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具有不等高接地特征的掉层框架剪力墙结构是山地建筑结构的一个重要类型,在山地城镇建设中应用广泛。结构不等高接地导致结构布置不连续,在上接地层存在刚度和质量突变,使得其在大震或特大震作用下将比普通平地结构遭致更为严重的震害。目前,针对掉层框架剪力墙结构抗震研究还停留在定性层面,难以直接应用于实际工程设计,急需从定量的角度评价不同结构因素对其抗震性能的影响。因此,本文针对不同结构配置参数的掉层框架剪力墙结构进行地震易损性研究。本文依据我国现行规范设计了7度(0.15g)区同墙率下三种不同剪力墙布置形式的掉层框架剪力墙结构以及2个普通平地框架剪力墙结构,进行了基于IDA方法的地震易损性分析,考察了各掉层和普通平地框架剪力墙结构的IDA曲线及不同极限状态地震易损性曲线规律,研究了剪力墙在上下接地的不同布置形式对掉层框架剪力墙结构抗倒塌安全储备的影响。研究结果表明:当掉层层数在允许范围以内,剪力墙均匀布置在两端的掉层框架剪力墙结构的抗震性能比与其总高度相同的普通平地框架剪力墙结构好,比与其坎上高度相同的普通平地框架剪力墙结构差。剪力墙的不同布置形式对掉层框架剪力墙结构的抗震性能有较大的影响,剪力墙集中在上接地和剪力墙均匀布置在两端的掉层框架剪力墙结构的抗震性能和抗倒塌安全储备优于剪力墙集中在下接地的掉层框架剪力墙结构。介绍了掉层框架剪力墙结构刚度特征值的计算方法,选取剪力墙集中在上接地的掉层框架剪力墙结构为研究对象,通过调整剪力墙厚度和梁柱截面尺寸建立具有不同刚度特征值的模型。开展了各模型基于IDA方法的地震易损性分析,评价了结构的抗震性能,分析了刚度特征值的变化对结构抗倒塌安全储备的影响。研究结果表明,随着刚度特征值的减小,掉层框架剪力墙结构达到各极限破坏状态的概率在减小,结构的抗倒塌安全储备在增大。刚度特征值对于掉层框架剪力墙结构抗震性能的影响规律与普通平地框架剪力墙结构类似。本文研究成果可为掉层框架剪力墙结构在实际工程的设计提供理论参考。
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