ECC剪力墻罕遇地震作用下整體性能評價和抗震能力需求分析.pdf

1、傳統(tǒng)的鋼筋混凝土剪力墻抗震能力設(shè)計是引導(dǎo)剪力墻底部破壞，通過加強(qiáng)底部墻體的箍筋配置，提高構(gòu)件的變形能力。已有震害表明，墻底截面會發(fā)生嚴(yán)重的彎曲破壞，普通混凝土材料延性較差，震后往往會有很大的殘余變形，不利于結(jié)構(gòu)的加固和修復(fù)。所以，提高剪力墻底部的變形能力是提高結(jié)構(gòu)整體抗震性能的關(guān)鍵。纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料（Engineered Cementitious Composite，簡稱ECC）具有良好的受拉應(yīng)變硬化性能和抗剪性能，也有較大的受壓

2、應(yīng)變能力，可將其應(yīng)用在剪力墻底部提高剪力墻的延性和變形能力。目前，只有關(guān)于ECC剪力墻單個構(gòu)件的試驗(yàn)研究，還沒有對這種高性能剪力墻整體結(jié)構(gòu)的性能分析。因此，有必要考察在剪力墻潛在塑性鉸區(qū)使用ECC材料后結(jié)構(gòu)的實(shí)際抗震性能以及對剪力墻上部樓層抗震能力需求的影響。
　　本文考慮不同的底部ECC剪力墻使用高度、結(jié)構(gòu)體系、雙肢墻整體性系數(shù)、框剪結(jié)構(gòu)剛度特征值、剪力墻空間布置形式等因素設(shè)計34個全塑性算例模型，對比分析了ECC剪力墻和普通R

3、C剪力墻在罕遇地震下結(jié)構(gòu)的破壞模式、結(jié)構(gòu)變形和剪力墻的耗能情況，對ECC剪力墻的整體抗震性能進(jìn)行評價；對34個基于預(yù)設(shè)破壞模式的模型進(jìn)行彈塑性時程分析，統(tǒng)計出ECC剪力墻抗震能力需求沿樓層的分布情況，計算出不同結(jié)構(gòu)每一樓層處的彎矩放大系數(shù)和剪力放大系數(shù)，并總結(jié)了放大系數(shù)沿樓層的變化規(guī)律。
　　①ECC剪力墻可以有效提高剪力墻的耗能能力。隨著ECC使用高度的增大，剪力墻耗能依次增加。
　?、贓CC材料因?yàn)楦邚?qiáng)纖維的增韌作用，可

4、以減小ECC剪力墻的剪切開裂概率，降低墻體的剪切損傷。
　?、跡CC剪力墻在罕遇地震作用下，相鄰上部樓層會發(fā)生彎曲破壞。對于剪力墻結(jié)構(gòu)，雙肢墻整體系數(shù)越大，剪力墻的破壞越嚴(yán)重；對于框剪結(jié)構(gòu)，剛度特征值越小，剪力墻的破壞越嚴(yán)重。
　?、蹺CC剪力墻與RC剪力墻彎矩放大系數(shù)沿樓層的分布規(guī)律是近似相同的，在中間樓層處最大，向上、向下依次減小。其中，ECC以上5～6層的彎矩放大系數(shù)比普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)大，上部墻體的彎矩放大系數(shù)相差不

5、大。
　?、菁袅Φ撞扛鼡QECC材料后，對于雙肢剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)以上4～5層的剪力放大系數(shù)相比RC結(jié)構(gòu)會增大；對于框架剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)以上8～9層的剪力放大系數(shù)相比RC結(jié)構(gòu)會變大。上部樓層處，ECC剪力墻和普通RC剪力墻的剪力放大系數(shù)曲線基本重合。
　　⑥不同結(jié)構(gòu)體系中，雙肢剪力墻結(jié)構(gòu)彎矩放大系數(shù)最大，偏心框剪結(jié)構(gòu)次之，中心框剪結(jié)構(gòu)最小。對于剪力墻結(jié)構(gòu)，彎矩放大系數(shù)隨著整體系數(shù)的增大而變大，結(jié)構(gòu)高度越