框架—密肋耗能复合墙结构与框架—砖填充墙结构抗震性能的对比分析

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框架—填充墙结构具有建筑平面布置灵活、使用面积大等优点,广泛应用于办公、公寓、宾馆等建筑中,是目前我国应用较广泛的结构形式之一。目前大多框架填充墙材仍普遍采用黏土砖,由于其刚度大承载力低,与框架缺乏有效连接再加上部分墙体的不合理布置,导致在历次大地震中造成结构的严重破坏,这其中既有填充墙本身的破坏又有框架与填充墙相互作用产生的破坏。本文在认真分析汶川大地震中框架—填充墙结构震害的基础上,结合课题组前期研究成果采用密肋耗能复合墙取代传统的砖填充墙,形成框架—密肋耗能复合墙结构,以期望达到改善框架—填充墙结构抗震性能的目的。本文完成的主要工作如下:1、系统比较了我国抗震规范和美国《FEMA356》规范对框架—填充墙结构的规定,就两种规范对框架—填充墙结构的抗震要求进行了系统总结,分析了两种规范对框架—填充墙结构抗震要求的侧重点和异同,基于《FEMA356》中的规定做为框架—密肋耗能复合墙结构抗震分析的依据。2、针对密肋耗能复合墙的构造特点,在弹性阶段下,对课题组前期提出的二次单向纤维加强模型和双向纤维单层复合材料模型的计算公式进行了简化,并就计算结果进行了对比分析。在弹塑性阶段,建立了墙体等效刚架—斜压杆模型,通过推导给出了刚架—斜压杆模型的本构关系以及密肋耗能复合墙板等效斜压杆宽度的计算公式。3、通过对框架—密肋耗能复合墙结构与框架—砖填充墙结构在多遇地震和罕遇地震作用下的周期、层间位移角、整体、局部变形和填充墙的应力分布等几方面运用振型分解反应谱法和静力弹塑性方法进行了地震反应对比分析。计算结果表明:耗能复合墙通过优化设计即可调整结构整体抗侧刚度并能有效耗散地震能量,在中高地震烈度区及罕遇地震作用下结构的抗震性能明显优于普通框架—砖填充墙结构。
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