剪力墙数量与空间位置对框架—剪力墙结构抗震性能影响的研究

摘要

本文论述了剪力墙数量与空间位置对框架—剪力墙结构抗震性能影响的研究。 近年来，许多结构在地震作用下的破坏已经暴露出现行抗震设计理论的不足，人们需要建立新的结构抗震性能评估理论和方法，因此提出了基于性能的抗震设计思想。 基于此，对框架—剪力墙结构进行了分析，首先提出基于性能设计的剪力墙数量的确定方法，接着讨论剪力墙的平面布置对结构扭转效应的影响，最后研究了在剪力墙数量和平面位置一定时，剪力墙的高度对整体抗震性能影响。 利用PUSH&EPDA程序，对框架—剪力墙结构分别进行了静力弹塑性和动力时程分析，考察结构在具有不同数量的剪力墙和具有不同框架基底剪力系数这两种情形下的延性系数。结果表明：在强震作用下，当框架具有相对较小的基底剪力系数时，一旦剪力墙遭到破坏将使框架产生较大的弹塑性位移响应，甚至导致结构的倒塌，不断增加剪力墙的数量有时将更加加剧这种态势；但是当框架具有较大的基底剪力系数时，框架的位移响应随着剪力墙数量的增加而逐渐减小。根据结构的位移响应，建立了关于框架和剪力墙的基底剪力系数的等延性曲线，提出用一个经验公式来确定框架—剪力墙结构中剪力墙的数量。 阐述了考虑扭转效应的必要性，对抗震规范关于结构扭转计算的规定作了说明，着重探讨了偶然偏心作用对框架—剪力墙结构地震效应的影响，以及扭转不规则的框架—剪力墙结构的静力弹塑性分析，发现偶然偏心的影响随结构不规则程度的增加而减小，并且随着偏心距的逐步增大，结构抵抗水平作用的能力也在削弱。 在剪力墙高度对框架—剪力墙结构非线性反应影响的研究中，运用Pushover和双向地震波输入的动力时程分析法，描述随着剪力墙高度的不同，结构特征参数（楼层剪力、倾覆弯矩等）的变化情况。其弹塑性分析结果说明：在框架—剪力墙结构中将剪力墙一直延伸到顶是没有必要的。