RC剪力墙结构剪力放大系数研究

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RC剪力墙结构作为现在最常用的竖向抗侧结构体系,常常被运用当今高层建筑的应用实践中。多年来的地震灾害的经验表明,严格遵循我国现行抗震规范设计的RC剪力墙结构虽具有极佳的抗震性能,但也有在强震作用下发生结构破坏甚至是倒塌的案例出现。引导剪力墙结构底部截面的受弯破坏先于受剪破坏一直是墙体结构抗震设计思路的核心之一。我国规范中对于剪力墙抗剪承载力主要由抗剪能力调整系数控制。因此,剪力放大系数的取值是否合理尤其重要。由于我国关于剪力放大系数的研究较少,其准确性仍亟待深入探究。考虑到我国是一个人口众多的地震大国,对RC剪力墙结构剪力放大系数的研究就显得非常必要。本文选取我国抗震设防烈度为9度区背景下的5个楼层分别为4层、8层、12层、16层以及20层的简单悬臂剪力墙结构作为计算案例,严格遵循现有相关规范进行内力与配筋计算;接着将计算模型转化为弹塑性时程下的分析模型,利用Opensees软件对5种结构分别输入地面运动进行非线性抗震分析;随后将时程分析成果进行统计和归纳,得到了剪力墙结构在罕遇地震作用下的弯矩和剪力能力需求值的分布情况、剪力放大系数的计算思路以及剪力放大系数随结构高度分布规律等成果。其结果表明:(1)弹塑性时程分析后所得到剪力放大系数远远大于我国规范中规定的抗剪能力调整系数的数值大小;且不同规范中的定值,结果表明剪力放大系数的取值和结构层高、材料性质等因素有关,其值处于一个动态的范围;(2)结构在罕遇地震作用下的弯矩需求值和剪力需求值的趋势随着楼层的增加总是随之增加的;结构楼层中部和底部的内力值增大的幅度明显大于顶部;罕遇地震下的剪力需求值在楼层高度上的分布规律近似于一种高阶振型的状态;(3)剪力放大系数在结构楼层底部和顶部的值较小,中间部分的值较大的特点,呈现出沿结构高度先增加后减小的形态。
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