带薄弱层的框架—填充墙结构易损性分析

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随着我国城市化发展,社会上兴建起大量的钢筋混凝土(RC)框架结构,由于RC框架的空间大,填充墙的布置灵活多变,呈现多样性,社会上出现了大量的临街商铺,底层为车库或大开间商场、上部为住宅的框架结构。我国规范中把填充墙当作非结构构件,将填充墙的刚度影响等效成周期折减的形式进行考虑,但实际上填充墙不仅能增大结构的刚度,还能改变结构的承载力,造成结构的“短柱破坏”“薄弱层破坏”“强梁弱柱破坏”。综上所述,本文主要做了以下工作:(1)总结了 RC框架-填充墙的几种常见破坏形式,表明填充墙的存在即可以改变结构的刚度,也可以改变结构的承载力学性能,因此在后文中将填充墙当作结构构件进行建模考虑。介绍了几种常见的弯曲恢复力模型,着重阐述了 IMK(Ibarra-Medina-Krawinkler)模型、改进IMK模型的特点,表明改进IMK模型对模拟RC梁柱构件抗震力学性能的实用性和先进性。(2)基于OpenSees有限元软件,采用OpenSees中的集中塑性铰方式建模。RC梁柱构件采用塑性铰模型,由零长度单元和弹性单元模拟,其中零长度单元采用基于改进IMK恢复力模型,填充墙采用双对角等效斜撑杆件模型,材料基于Clough恢复力模型。通过对RC柱构件,RC框架、RC框架-填充墙进行低周伪静力建模算例验证,从柱构件到整体框架验证采用基于改进IMK模型,双对角等效斜撑杆模型建模的正确性和精确性。(3)介绍了增量动力分析(IDA)方法理论,本文进行IDA分析的一些参数的选取和准则的定义。按我国规范设计了一 6层3跨RC框架结构,通过考虑填充墙的不规则布置形式造成的薄弱层现象,设计了 5种模型工况,并对5种模型工况进行了 44条地震波的IDA分析。最后依据IDA分析得到的数据,进行了模型的IDA分析评估、地震易损性评估。
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