楼板与填充墙对RC框架结构抗震性能的影响

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带现浇板的填充墙框架结构是目前国内建筑使用最多的一种结构形式。汶川地震中出现了众多的框架结构震害案例,却很少出现结构工程师所预想的“强柱弱梁”的屈服机制,主要原因是设计施工中忽略了楼板和填充墙对框架结构抗震性能的影响。为研究楼板和填充墙对框架结构抗震性能的影响,分析影响“强柱弱梁”屈服机制的原因,本文所作的主要研究工作和结论如下:1.楼板和填充墙的存在对框架结构的刚度、自振周期、地震内力,层间位移、塑性铰等有着不可忽视的影响,结构设计中应予以重视。2.在保持框架结构质量分布基本不变的情况下,分别建立杆系结构、“楼板+杆系结构”模型,进行多遇地震下的线性时程分析和罕遇地震下的非线性时程分析。分析结果表明:楼板增强了结构的整体作用,增大了框架梁的抗弯刚度和抗弯承载力;现浇楼板的刚度效应是导致“强梁弱柱”现象产生的原因,楼板的存在使柱铰更容易出现,对抗震不利。建议在验算强柱弱梁时应补充考虑楼板影响。3.建立两跨框架结构有限元模型,分析总结了各影响因素,并在考虑板厚和开间的因素下提出了中梁和边梁的刚度放大系数公式。4.增设了“楼板+填充墙+杆系结构”模型以及底层空旷、上部满布填充墙的“楼板+填充墙+杆系结构”模型,进行线性以及非线性时程分析,得出结论:填充墙的存在影响结构的破坏机制,填充墙上下设置不均匀容易导致框架形成软弱层,形成层屈服机制;建议应充分考虑填充墙对框架抗震性能的影响,适当提高柱的刚度和承载力。5.结合汶川地震中框架结构的震害情况,分析填充墙的破坏形式。在总结各影响因素的基础上,根据《福建省建筑结构抗震设计暂行技术规定》对底层空旷的底层薄弱框架结构提出了三种加强方案。通过对比得知:工程应用中,应结合实际情况综合考虑,因地制宜,采取合适的加强方案。
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