底部大空間配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震分析.doc

底部大空間配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震分析 謝金XIEJin （湖南城市學(xué)院，益陽413000） 摘要：本文簡單介紹了底部大空間配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的一般要求，并結(jié)合工程實例，對比分析了底部大空間配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)與底部大空間鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)在一維與多維地震作用下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)，以便為以后設(shè)計提供必要的參考。 關(guān)鍵詞：底部大空間；配筋砌塊砌體剪力墻；動力彈性分析；動力彈塑性分析 ：TU364：A：1006-4311（xx）03-0137-02 基金項目：省級科研項目：強震環(huán)境下高填方加筋擋墻結(jié)構(gòu)體系的災(zāi)變失效機制及多尺度模擬，項目號14B034；湖南城市學(xué)院科技計劃項目，項目號：xxxj004。 作者簡介：謝金（1986-），女，湖南益陽人，國家二級注冊結(jié)構(gòu)工程師，碩士研究生，研究方向為建筑結(jié)構(gòu)抗震。 1抗震設(shè)計的一般要求 1.1房屋總高度的限值根據(jù)相關(guān)的震害現(xiàn)象表明，在其他條件相同的情況下隨著房屋高度的增高，地震反應(yīng)也會更加明顯。規(guī)范對部分框支抗震墻鋼筋混凝土房屋適用的最大高度進行了相關(guān)規(guī)定：6度為120m，7度為100m，8度0.2g時為80m，0.3g時為50m，9度地區(qū)不再適用。規(guī)范規(guī)定部分框支配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)的適應(yīng)的最大高度為：6度55m，7度0.10g時49m，0.15g時40m，8度0.20g時31m，0.3g時為24m，9度區(qū)不再適應(yīng)。因此底部大空間配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)其適應(yīng)高度可近似取與部分框支配筋砌塊砌體剪力墻一致的數(shù)值。 1.2結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)的規(guī)則性布置對結(jié)構(gòu)的抗震性能和經(jīng)濟合理性影響很大。在結(jié)構(gòu)布置中平面和豎向上力求簡單、規(guī)則、均勻，盡量做到三心重合，避免出現(xiàn)體型復(fù)雜，平立面不規(guī)則的建筑。 底部大空間配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)在平面布置中，剪力墻布置應(yīng)盡量對稱，在底部大空間與上部剪力墻的過度盡量做到均勻、連續(xù)，抗側(cè)剛度避免出現(xiàn)過大的突變。 1.3結(jié)構(gòu)體系一個合理的抗震設(shè)計，其結(jié)構(gòu)的傳力路徑應(yīng)明確、合理，具備必要的抗震承載力、良好的變形能力和耗能能力。底部大空間配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)底部大空間由于抗側(cè)剛度沒有上部剪力墻層大，在地震的作用下往往成為薄弱部位，如何合理處理大空間層往往成為抗震設(shè)計的關(guān)鍵點。 2結(jié)構(gòu)振動分析模型 2.1力學(xué)模型 從文獻2可以得到：底部大空間配筋砌塊砌體剪力墻為剪切型，本文中采用層間剪切型的串聯(lián)多自由度振動模型。 2.2恢復(fù)力模型曲線型和折線型是目前恢復(fù)力兩種主要數(shù)學(xué)模型。曲線型的數(shù)學(xué)模擬具有精度高，但其有大量計算的特點，所以在實際運用中較少采用。相比較而言折線型的恢復(fù)力模型由于雖然其計算工作量小，即使精度較曲線型低高，但是在實際運用中用得更加廣泛。本文采用折線型恢復(fù)力模型。 2.2.1配筋砌塊砌體剪力墻配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)的模型，大量的實驗研究3統(tǒng)計出剪力墻的力位移滯回曲線有無量綱化三線型骨架曲線和四線型的歸一化骨架曲線兩種，由于分析方法的不同，雖然結(jié)果稍有差異，但區(qū)別不大。本文中配筋砌塊砌體剪力墻采用三折線恢復(fù)力模型表示。 2.2.2框剪部分綜合考慮到梁、柱，配筋砌塊砌體剪力墻構(gòu)件的工作特性，本文采用恢復(fù)力模型。 3地震作用下結(jié)構(gòu)反應(yīng)分析 本文為了更好地分析底部大空間配筋砌塊砌體在地震作用下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)，分別對在相同地震作用下兩個相互垂直的地震波單獨作用和同時作用下結(jié)構(gòu)的響應(yīng)進行了分析。 3.1工程簡介本文主要對兩個11層的小高層進行了計算分析，兩個工程均為底部一層的框架剪力墻結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)平面布置基本相同。工程一上部為配筋砌塊砌體剪力墻，工程二上部為鋼筋混凝土剪力墻。 3.2分析結(jié)果兩個結(jié)構(gòu)為明顯帶有轉(zhuǎn)換層的建筑物，根據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)定對薄弱層盡量對其彈塑性變形進行驗算，所以本文除了計算地震作用下結(jié)構(gòu)彈性反應(yīng)階段的幾個主要參數(shù)，還對結(jié)構(gòu)的彈塑性階段也進行了計算分析。 3.2.1動力彈性分析 圖1-圖4為算例一與算例二在三條地震波作用下層間位移值的包絡(luò)值和反應(yīng)譜法計算結(jié)果的對比圖，根據(jù)相關(guān)規(guī)范層間位移應(yīng)該取兩者的較大值，從圖中可以得到兩個垂直的方向其層間位移的最大值并不一定都出現(xiàn)的薄弱層，這也是設(shè)計的時候應(yīng)該要考慮的。 圖5-圖8為算例一與算例二在三條地震波作用下的層間位移角的包絡(luò)值與反應(yīng)譜法所得到的結(jié)果的對比圖，從圖中可以看出均滿足規(guī)范限值要求。 由于算例一與算例二為規(guī)則結(jié)構(gòu)，耦合作用不作主要考慮，所算出的多維地震作用其結(jié)果與單維作用相差不大，可以基本忽略差異。 3.2.2動力彈塑性分析 圖9-圖12為兩個算例在單維與多維地震作用下的層間位移角，從圖中可以看出在彈塑性階段多維地震作用下的反應(yīng)比單維要大。 圖13為兩個工程框架鉸在一維與多維地震作用下的屈服狀態(tài)，從圖中可以明顯看到多維地震中框架鉸要比一維地震作用下出現(xiàn)得早。 4結(jié)論 本文從理論和計算分析得到以下結(jié)論：地震作用下底部大空間體剪力墻結(jié)構(gòu)與部分框支抗震墻鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在小高層中反應(yīng)基本相同，由于底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)具有明顯的施工優(yōu)勢，在小高層中可以廣泛推廣。多維地震作用下結(jié)構(gòu)在彈性階段與一維地震作用的反應(yīng)區(qū)別不大，但是到了彈塑性反應(yīng)階段，這種差異變得非常明顯，所以結(jié)構(gòu)在實際地震中，尤其是強震作用下，不能簡單的按照的一維簡化實際的地震，應(yīng)該考慮多維地震的作用。 參考文獻： 1沈汝偉.底部三層框架抗震墻磚房抗震性能及抗震設(shè)計的探討J.貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報，xx. 2高小旺.底部兩層框架上部六層磚房1/3比例模型的抗震試驗研究J.建筑科學(xué)，1994（3）：12-18. 3錢義良，吳明舜.18層混凝土小型砌塊配筋砌體房屋墻體的靜力和抗震試驗研究