钢筋混凝土框架剪力墙结构在巨震作用下的倒塌行为分析

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钢筋混凝土框架剪力墙结构是目前多高层建筑中应用广泛的结构形式之一,这类结构在遭遇巨震作用时一旦倒塌后果非常严重,对此类结构尤其是重要建筑进行巨震下的倒塌行为分析研究具有重要意义。为此,本文以现有的研究理论为基础,对此类结构在巨震作用下的倒塌判定方法进行了初步探讨、实现倒塌破坏过程的仿真模拟和倒塌破坏原因分析。主要工作和成果如下:(1)钢筋混凝土框架剪力墙结构的倒塌判定指标:对比分析目前关于结构构件在倒塌研究的多种破坏准则,其中同时考虑地震输入强度和持时、构件的首超破坏和塑性变形耗能造成累积损伤的变形和能量双重破坏准则对于框架剪力墙这种含有多类构件的结构较为适用,最后对考虑框剪结构关键构件的薄弱层整体破坏指标评定框剪结构的倒塌的方法进行了分析探讨。(2)框剪结构的倒塌模拟和倒塌破坏指标的对比:利用有限元软件显式动力分析程序LS-DYNA初步实现框剪结构倒塌的仿真模拟,并通过简化的平面模型分析,对基于变形和能量双重破坏准则的薄弱层整体破坏指标和规范对框架剪力墙结构极限层间位移角指标进行了对比,其结果存在一定差异,本文讨论的薄弱层整体破坏指标对框剪结构中不同构件的破坏程度分别考虑,细化了对框剪结构倒塌判定的方法,理论上更加合理。(3)不同设计参数下的框剪结构倒塌破坏对比:采用分离式建模方法建立7个三维空间有限元算例模型,从宏观上对比分析了底层墙柱轴压比、不同剪力墙布置和连梁刚度强弱对框架剪力墙结构倒塌的影响,并根据分析结果对框架剪力墙结构针对以上参数的抗倒塌设计提出适当建议。
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