摇摆填充墙-框架结构抗震设计方法研究

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摇摆填充墙-框架结构是一种新型结构体系,通过部分摇摆填充墙体和周边结构柱悬置于基础之上,使其具有水平抗剪能力,共同成为控制结构变形的主要受力构件。当受到外部激励时,墙体摇摆前其性能与普通填充墙-框架结构趋于相同,摇摆后可明显改变框架结构的变形模式,层间变形趋于均匀,提高结构的延性,降低结构底层的变形集中程度,促使结构实现整体型破坏。  本文在框架摇摆填充墙结构研究的基础上,运用SAP2000有限元分析软件进行数值模拟,以一个6层混凝土框架结构为例,采用静力非线性分析方法对比了摇摆填充墙-框架结构、普通填充墙-框架结构和纯框架结构的性能差异。依据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(2016年版)对摇摆填充墙-框架结构分两个阶段进行设计,分别为多遇地震烈度下结构的内力变化和罕遇地震烈度下结构的最大层间位移角验算。最后针对墙体的“摇摆”对框架梁的延性要求提高的问题,简述了需要采取的相应构造措施,旨在探寻出一种能够较为容易推广于实际工程的设计方法。  研究结果表明:在多遇地震弹性阶段,摇摆填充墙-框架结构的设计方法可按现行普通填充墙-框架结构为设计基础,但由于摇摆填充墙的布置,使得部分梁柱内力发生变化,故在摇摆填充墙-框架结构设计时需要乘以不同倍数的放大系数以满足性能要求;在罕遇地震作用下,摇摆填充墙-框架结构在不同地震作用下加速度与最大层间位移角具有线性关系θ=0.014a;摇摆填充墙-框架结构由于填充墙两侧的框架柱与基础放松约束,在受侧向荷载时柱底抬起,与之相连的框架两侧梁的竖向位移和转角变化较大,对框架梁的要求明显提高,通过梁端箍筋加密区全跨布置以提高梁的延性,改善结构的抗震性能。
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