基于实际震害的钢筋混凝土框架填充墙结构的抗震性能研究

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近年来随着地震灾害的频繁发生,钢筋混凝土框架及其砌体填充墙结构作为一种工程上应用十分普遍的结构体系,每次大地震后都会得到比较丰富的震害资料,研究如何利用收集到的震害资料来分析震区该类结构的抗震性能的方法,对于研究地震地面运动规律和结构振动特性的正确估计,以提高结构地震反应分析方法精度等具有重大的工程意义。本文首先总结了框架填充墙结构的发展及其结构抗震理论的研究,介绍了宁洱6.4级地震中的框架填充墙震害的调研情况,并详细介绍了结构地震反应分析方法和震害的量化指标的研究。然后以宁洱地震中的一幢实际的混凝土框架结构为研究对象,对其分别按《建筑抗震设计规范》GB50011-2001与GBJ11-89中对地震作用的不同取值用振型分解反应谱进行了抗震验算,研究了其震害原因并在此基础上对比分析了新规范在提高结构抗震性能方面对旧规范的改进;并基于震区四个台站实测的主震记录对结构进行了弹塑性时程分析,求得在四条地震波作用下的最大层间有害位移角,计算得到其平均值并引入两个判定指标进行判定,所得结构的破坏程度与实际震害基本一致。为研究框架填充墙结构破坏程度与层间变形值的关系,本文利用大型通用有限元软件ANSYS中的三维实体单元对不同尺寸(同跨度不同层高、同层高不同跨度)、不同墙体材料(普通粘土砖、蒸压粉煤灰砖、混凝土砌块)和开洞墙体及其加不同构造措施的单片框架填充墙结构在侧向位移作用下的破坏形式进行了有限元模拟,对不同的裂缝形式进行了对比分析,并通过位移控制分步加载的方式得到了对应于填充墙裂缝连贯时的框架侧向位移角。最后本文结合在研究过程中所遇到的问题,提出了对该类结构的建议、进一步的研究方向和需要解决的困难。
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