基于动力分析的框架——摇摆墙结构受力特性研究

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摇摆墙是一种通过其自身侧向刚度控制结构整体变形的墙体构件。本文首先通过简化的弹性静力计算方法分析了框架摇摆墙结构的受力机理和受力特性。之后选取了一带有不同刚度摇摆墙构件的钢筋混凝土框架结构,采用有限元方法进行动力时程分析,研究其在不同地震强度时的受力特征和变形反应规律。研究过程中忽略摇摆墙自身材料非线性的影响,研究其在弹性状态下地震响应,然后对摇摆墙进行配筋设计,并对配筋后的实际抗震性能与将墙体假设为弹性时的抗震性能进行对比分析。结果表明:摇摆墙的加入不会改变原有框架结构的自振特性;摇摆墙将结构受到的地震力向结构的上下两端传递,向下传递的一部分作用于墙体的基础,从而减小框架部分的侧向力,向上传递的部分作为框架的顶点集中力,起到平均各层层间位移的作用,最终达到减小结构集中变形的目的。研究发现:摇摆墙刚度与框架层刚度的刚度比越大,结构的抗震性能越好;墙体的内力响应随地震动强度的增加而增加,在相同地震动强度下,墙体的内力响应随摇摆墙刚度的增加而增加;墙体的开裂会减少摇摆墙的刚度,降低墙体内力,从而减弱摇摆墙对结构的抗震控制效果。
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