RC框架—剪力墙结构地震作用下内力重分布研究及应用

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框架-剪力墙结构由两类截然不同的结构形式组成,框架与剪力墙的受力机制及变形特点差异比较大。框架与剪力墙两类结构体系刚度退化情况不尽相同,当结构体系进入塑性阶段后框架与剪力墙的刚度比动态变化,随之内力分布规律较为复杂。因此本文基于不同的刚度特征值建立框架-剪力墙结构模型算例,对模型进行动力时程分析,首先考察顶层位移、基底剪力、层间位移角的发展规律,得出变化刚度特征值对各个抗震指标的影响;随后研究不同地震作用下底部框架承担剪力比例的详细发展过程;最后考察刚度特征值对框剪结构弹塑性阶段受力特性的影响,依照分析结果,讨论相关应用问题。通过以上分析工作初步得出以下结论:①随着刚度特征值的增大,相同地震动作用下结构顶层位移峰值、结构层间位移角峰值相继增长,且当地震动强度增大其涨幅也动态增长。另一方面,随着结构刚度特征值的增加,相同地震动作用下结构的基底剪力响应逐渐减小,且当地震动强度增大其涨幅也动态减小。②结构下部的剪力墙加强区域首先发生屈服,在小震、中震作用下,结构尚处于弹性阶段,此阶段随刚度特征值的增大底部框架承担剪力比例也增大。在大震、超大震作用下,结构已进入弹塑性阶段,此阶段随刚度特征值的增大底部框架承担剪力比例也对应增大。综上所述,刚度特征值增大底部框架承担水平剪力比例相继增大,此结论既适用于弹性阶段也适用于弹塑性阶段。③在小震、中震作用下,框架承担的地震剪力沿楼层分布规律性较强,即由下往上先增大后减小;在大震作用下,框架承担的地震剪力沿楼层分布规律较为复杂,总体上楼层趋于平均的趋势。因此,我国规范规程现有不区分楼层,进行统一的剪力调整具有一定的合理性。④利用层间侧移角来评估结构的刚度退化是比较合理的,层间位移角增大框架剪力也随之增长,地震力在墙肢和框架之间进行了明显的重分布,框架较好起到了“二道防线”的作用。因此,在框架剪力墙结构设计时,应关注由于结构塑性发展导致的内力重分布对框架部分承载力的影响,调整框架层剪力设计值时应考虑剪力墙刚度退化的影响。当结构层间位移角达1/550左右,框架部分承担水平剪力比例最大,可初步认为此刻为框架最不利受力状态点。
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