考虑填充墙与框架连接影响的框架结构抗震性能分析.pdf

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1、摘要摘要填充墙框架结构具有设计施工方便、空间布置灵活和室内空间大等优点，广泛应用于多层商业办公楼、医院、教学楼和住宅中。但是根据以往历次地震，特别是汶川地震的震害表明，填充墙与框架不合理的连接会引起框架主体的破坏，严重时引起倒塌，造成重大人员伤亡和财产损失，这种现象引起了研究人员的高度重视。我国《建筑抗震设计规范》建议“框架结构中的砌体填充墙，宜与柱脱开或采用柔性连接”，但目前对柔性连接的具体连接刚度和方式等方面，规范并没有做出明确规定。本文基于填充墙与框架不同连接刚度及不同连接方式，对考虑填充墙与框架连接影响的框架结构抗震性能进行研究。主要研究工作如下：（1）采用大型通用

2、有限元软件ABAQUS对前人已开展的5榀考虑填充墙与框架连接影响的单层单跨框架结构拟静力试验进行数值模拟，并通过对比分析填充墙开裂荷载、开裂位移及结构破坏特征和滞回曲线等抗震性能指标，验证了本文建立的有限元模型的可靠性，为后续整体框架结构数值模拟奠定基础。（2）基于某典型多层填充墙框架结构，依次建立不考虑填充墙，以及考虑填充墙与框架不同连接刚度和不同连接方式时的框架结构有限元模型；通过模态分析与经验公式计算结果对比可知，填充墙对结构自振周期影响较大，结构分析时必须考虑填充墙的影响；同时，填充墙与框架不同连接刚度对框架结构的频率及振型影响较小，结构的动力特性趋于一致。（3）对

3、考虑和不考虑填充墙影响的框架结构进行多遇地震和罕遇地震作用下的弹塑性时程分析，结果表明填充墙对结构的受力、变形和破坏特征具有较大影响，进一步验证了结构分析时考虑填充墙影响的必要性。（4）对采用不同连接刚度的填充墙框架结构进行多遇地震和罕遇地震作用下的弹塑性时程分析；通过加速度反应、层间位移角、框架和填充墙的震害特征等，对比分析了不同连接刚度下结构的抗震性能，结果表明，合适的连接刚度可以提高结构的抗震性能；针对本文所选框架结构工程实例，当填充墙与框架采用75%连接刚度时抗震性能较好。（5）在前文基础上，进一步对采用不同连接方式的填充墙框架结构进行多遇地震和罕遇地震作用下的弹塑

4、性时程分析；通过对结构的加速度和位移反应，I摘要以及结构和构件的震害特征等，对比分析了不同连接方式时结构的抗震性能，结果表明，合理的连接方式可以提高结构的抗震性能；针对本文所选框架结构工程实例，当填充墙与框架采用构造柱加水平系梁连接方式时其抗震性较好，本文研究，可为框架结构设计时，填充墙与框架连接刚度及连接方式的合理选择提供参考。关键词：填充墙框架；连接刚度；连接方式；有限元模拟；抗震性能IIABSTRACTABSTRACTInfilledframestructureisconvenienttodesignandconstruct,andithasflexiblespace

5、layoutandlargeinteriorspace,thereforeitiswidelyusedinmulti-storeycommercialofficebuildings,hospitalbuildings,schoolbuildingsandresidentialbuildings.Butearthquakedamage,especiallytheWenchuanearthquakedamage,showsthatunreasonableconnectionbetweenfillerwallandframewillcausethedestructionofthe

6、frame,evencollapse,whichleadtoheavycasualtiesandpropertydamage,thustheconnectionhasdrawnattentioninsomeresearchers.CodeforSeismicDesignofBuildingsinChinasuggeststhatInfilledwallshouldbeseparatedorconnectedflexiblywithcolumn.Butthereisnounifiednormclarifywhattheextentofconnectionsshouldbean

7、dinwhatprocedurestheyshouldbebuilt.Theinfluenceofconnection,betweenfillerwallandframe,tostructuralseismicperformanceisfocusedinthedissertation.Differentconnectionstiffnessanddifferentconnectionwaysaredesignedinfiniteelementmodel.Themainresearchworksareasfollow