考虑填充墙作用的RC框架结构抗震性能及其Pushover分析

论文摘要

在现有的建筑结构体系中,RC（钢筋混凝土）框架-填充墙结构是一种应用非常广泛的结构形式,但目前对于该结构的设计基本上仍采用传统的纯框架方法进行设计,认为结构的全部作用荷载是由框架部分来承担。但是,地震力作用下填充墙对框架结构承载力、变形性能都有影响,并与框架结构之间的相互作用很复杂。我国现行的结构抗震设计设计方法是以强度或承载力为依据进行的,采用“三个水准、两个阶段”的设计准则,传统的抗震设计方法在罕遇地震下虽可以保障人们的生命财产安全,但这种保障却非常有限,更为严重的是震后带来了巨大的经济损失。而基于性能的抗震设计是以性能指标、性能水平为设计依据进行设计的,可以最大限度的减少震害造成的经济损失和人员伤亡。本文从基于性能的角度出发,通过计算并对RC框架-填充墙结构的抗震性能进行了分析,为今后我国抗震规范向着基于性能的方向发展提供了更有说服力的依据。主要进行了以下研究工作：（1）在已有研究理论的基础上阐述了填充墙的工作性能以及对框架结构抗震性能产生的影响。（2）本文首先对已有的填充墙模型进行了总结和分析,对于不开洞时的填充墙,本文采用了对角斜撑模型,并对模型中的填充墙和斜撑非线性参数进行归纳,选取了合理的等效斜撑宽度的计算方法。通过模拟已有的试验,证实了本文所用简化模型是有效、合理的。（3）本文通过对多组不含墙的空框架模型和满布填充墙的模型分别进行了Pushover分析,通过对不同组计算模型的顶点位移-基底剪力、性能点和层间位移角的比较,研究了填充墙对框架结构的承载力、变形性能和刚度的影响。（4）收集了许多RC框架-填充墙试件的试验资料,通过对这些试验的数据分析和整理后,针对不同结构的性能水准,分别采用相应的层间位移角限值进行量化,并对规则框架和不均匀布置填充墙的框架进行了基于性能的评估,找出结构的薄弱层,为结构的抗震设计提供参考。（5）通过对不同的有限元模型进行计算和分析,说明按我国现行的抗震规范设计的结构,尽管满足框架部分“小震不坏”的要求,但填部分充墙已经出现了开裂,虽然满足承载力使用要求,但对结构的正常使用会产生影响。所以现行的抗震设计规范有必要按照基于性能的抗震设计思路进行完善。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 RC框架-填充墙结构抗震性能的研究现状
• 1.3 基于性能的抗震设计理论
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第2章 RC框架-填充墙结构抗震性能的研究
• 2.1 框架填充墙破坏阶段
• 2.2 填充墙对框架结构抗震性能的影响
• 2.3 RC框架-填充墙结构的抗震构造措施
• 2.4 本章小结
• 第3章 等效模型的简化及分析方法
• 3.1 钢筋混凝土本构关系
• 3.2 填充墙单元数值模拟
• 3.3 算例验算
• 3.4 本章小结
• 第4章 SAP2000建模及Pushover分析
• 4.1 结构静力弹塑性分析方法
• 4.2 Pushover在SAP2000中的实现
• 4.3 空框架与RC框架-填充墙的分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 基于Pushover的RC框架-填充墙结构抗震性能评估
• 5.1 我国抗震规范的设防目标和地震作用水平
• 5.2 RC框架-填充墙结构抗震性能水平和目标
• 5.3 规则RC框架-填充墙结构基于Pushover抗震性能的评估
• 5.4 不规则RC框架-填充墙结构基于Pushover抗震性能的评估
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 本文的研究成果及主要结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简介