框架搖擺墻結構的抗震設計方法研究.pdf

1、不同于常規(guī)的消能減震結構，搖擺墻以控制框架結構的整體變形模式為目標，以實現理想的屈服機制，使各道抗震防線充分發(fā)揮作用。消能器在預先設定的變形模式下大量耗散地震能量，有效控制結構的最大變形。本文針對鋼筋混凝土框架搖擺墻結構體系，從剛度和強度兩個方面開展抗震設計方法研究，力圖建立結構性能需求與設計參數的連續(xù)函數，真正實現基于性能的抗震設計。主要研究工作可以分為以下幾個方面：
　　1.按照結構整體變形模式不同，設計了屈服機制分別為“梁鉸

2、機制”和“柱鉸機制”的兩類不同層數的框架結構。基于有限元軟件OpenSees建立了兩類結構的魚骨模型，并通過靜力推覆分析、動力時程分析、IDA分析驗證了魚骨模型在鋼筋混凝土框架結構強非線性地震反應分析中的適用性。
　　2.基于線彈性魚骨模型推導了水平與豎向構件剛度比與結構變形模式之間的關系式?；诳蚣苤c搖擺墻控制結構變形模式的相同本質，提出了框架搖擺墻結構等效為單魚骨模型的方法，分別從彈性和彈塑性兩個層面進行了驗證。在此基礎上，

3、以結構恰好形成理想屈服機制的狀態(tài)進行參數分析，提出了確定搖擺墻剛度需求的方法，該方法適用于各層框架梁柱線剛度分別基本一致的情況。
　　3.建立了反映搖擺墻對框架結構動力特性控制程度的剛度比參數。選取了26條脈沖型地震動和26條非脈沖型地震動，通過IDA分析方法，研究了剛度比對結構變形模式、出鉸率、結構承載力的影響。結果表明當搖擺墻與框架的剛度比大于3時，框架結構可以形成理想屈服機制。框架搖擺墻結構在脈沖型地震動作用下的變形大于相同

4、強度的非脈沖型地震動作用下的變形。
　　4.通過靜力推覆分析和一條典型地震動的IDA分析，研究了剛度比和地震動強度對搖擺墻內力的影響，搖擺墻在地震動強度較大，剛度比較高時，結構高階陣型產生的搖擺墻內力不可忽視。對多條地震動的統計分析表明，搖擺墻的內力增速在剛度比較大時低于承載力增速。搖擺墻的內力包絡分布和簡支梁在均布荷載下的內力分布類似。
　　5.通過動力時程分析，研究了框架搖擺墻結構中阻尼器的剛度、強度、分布形式、滯回特性