基于履带式阻尼器的框架—摇摆墙耗能结构的抗震性能分析及设计方法研究

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在框架-摇摆墙结构中,由于摇摆墙体自身对于整体结构的调节作用,平衡了结构的各层变形,使得每层的变形变得均匀,避免了层屈服破坏的发生,让整体结构的耗能能力得到充分发挥,提升了结构的抗倒塌能力。而目前所研究的框架-摇摆墙结构体系问题较多:在承受地震荷载时,由于将剪力墙替换成摇摆墙之后,结构的刚度弱化,使结构的侧向位移变大;用于连接框架柱与摇摆墙之间的混凝土梁变形能力差且更换难度大。因此本文提出用目前较为新颖的履带式阻尼器代替混凝土梁用于框架-摇摆墙结构中形成框架-摇摆墙耗能结构,履带式阻尼器耗能性能优越、可恢复性强且便于更换的特性使得框架-摇摆墙结构承受地震力侧向位移大的问题得到控制,也改善了框架-摇摆墙结构混凝土梁变形差及维修成本高的问题。为了能更好地将框架-摇摆墙耗能结构体系在青岛地区推广使用,本文按照青岛地区工程地质条件设计了一幢框架-剪力墙结构住宅,运用ETABS 2015实体建模,通过对比框架剪力墙结构与框架-摇摆墙结构在相同地震工况作用下的抗震性能,结果表明:框架-摇摆墙结构较框架剪力墙结构的抗震性能优越,且结构的各层变形较为均匀,层屈服破坏模式得到控制;框架-摇摆墙结构的刚度较框架剪力墙结构的刚度低,承受地震力时,其侧向位移较大,使得结构发生偶然性破坏的可能性变大。针对这一问题,本文将设计适用于此框架-摇摆墙结构的履带式阻尼器,并进行仿真分析,探究履带式阻尼器在摇摆墙结构体系中应用的优势。将设计好的履带式阻尼器替换用于连接框架柱与摇摆墙体的混凝土梁,形成框架-摇摆墙耗能结构。对比分析框架-摇摆墙结构与框架-摇摆墙耗能结构的抗震性能,结果表明:框架-摇摆墙耗能结构的各项参数都表明其抗震性能更佳,尤其是框架-摇摆墙结构侧向位移较大的问题得到有效控制;由于履带式阻尼器与建筑结构是由螺栓连接或铆接,使其更换及维修变得十分方便,这也间接得节约了工程的造价。为了将框架-摇摆墙耗能结构在工程中推广,本文将整体设计流程进行了总结归纳,形成了一套框架-摇摆墙耗能结构设计方法,并用在青岛地区一幢框架剪力墙结构住宅楼进行摇摆墙结构体系的改造,将其变为框架-摇摆墙耗能结构并对比更改前后的结构抗震性能,结果表明:更改后的框架-摇摆墙耗能结构不再存在框架-摇摆墙结构中侧向位移大的劣势,结构的变形情况得到有效改善,抗震性能十分优越,即使是罕遇地震甚至超大罕遇地震作用,也能保证结构的安全。
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