【硕士】底部框架-抗震墙房屋的抗震性能及层刚度比的影响规律分析

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内容简介

　　底部框架-抗震墙房屋能够满足底部大空间的需要，且建设成本相对较低，在　　中小城市的临街建筑、村镇建筑中得到广泛的应用。底部框架-抗震墙房屋容易形　　成“底柔上刚，头重脚轻”的结构体系，当底部框架发生地震破坏时可能导致结　　构的连续倒塌。汶川地震中，底部框架-抗震墙房屋的破坏严重、甚至倒塌，也有　　部分底部框架-抗震墙房屋震害较轻；结构破坏位置也不同，震害分为上部结构破　　坏和下部结构破坏两大类。因此有必要从整体结构性能方面了解底部框架-抗震墙　　房屋抗震性能的优劣、分析抗震性能的主要影响因素、找出结构抗震不利位置、　　给出抗震加强措施，为底部框架-抗震墙房屋的抗震设计提供参考。　　以汶川地震的震害资料为基础，全面系统分析了底部框架-抗震墙房屋的震害　　特征；采用空间结构弹性模型、平面结构弹性和弹塑性模型、汶川地震灾区实际　　建筑，对比分析了底部框架-抗震墙房屋和砌体结构的抗震性能；以底框上部砌体　　结构层与底框结构层的层刚度之比（简称层刚度比）为控制指标，建立空间结构　　弹性模型、平面结构弹性和弹塑性模型，系统分析了层刚度比对底部框架-抗震墙　　房屋的抗震性能的影响。　　研究得到的主要结论有：　　① 经合理设计的底部框架-抗震墙房屋的抗震性能与砌体结构相当，底部框架　　-抗震墙房屋破坏模型（底部耗能减少上部结构地震效应）可控性更强。严格的底　　部框架-抗震墙房屋抗震设计十分必要，特别是结构底部层刚度比合理取值、过渡　　层墙肢抗震设计和上部结构整体性设计尤为重要。　　② 控制层刚度比和实现“多道抗震防线”的思想是保证底框结构抗震性能的　　关键。现行规范给出的层刚度比控制条件可以保证底部框架-抗震墙房屋抗震性能，　　但缺乏对结构过渡层墙肢的抗震防严重开裂设计。为了发挥底部框架-抗震墙房屋　　的底部耗能、减小上部砌体地震作用效应，可以适当提高层刚度比的下限值，建　　议由1.0 提高到1.5。　　③ 底部框架-抗震墙房屋的过渡层可能成为结构抗震不利位置。由于底层框架　　变形与过渡层砌体墙肢变形不协调，导致过渡层墙肢出现开裂破坏；层刚度比越　　大，开裂破坏越严重。建议在过渡层底部墙体中采用加筋砌体、增设构造柱或提　　高墙体材料强度等构造措施，提高过渡层墙肢的延性和抗剪强度，避免位移不协　　调引起墙肢的开裂破坏，新规范(征求意见稿)补充了过渡层砌体墙的相关要求。　　④ 底部框架-抗震墙房屋底框部分的受力复杂。大震下过渡层砌体的破坏可能　　会改变底框部分的受力性能；“强柱弱梁”的破坏模式在底框部分难以实现。抗震设计时应采取措施实现底部框架－砌体结构底层合理破坏模式。

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