【摘 要】
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吊脚楼属于典型的坡地建筑,其沿坡地布置不同长度柱形成架空平台再在平台上修建建筑物。历史震害表明,吊脚框架结构的吊脚层柱不等高嵌固是造成这类结构在地震作用下破坏严重的主要原因。目前,对于吊脚框架结构抗震性能研究大多局限于有限元分析软件建立的模型,缺少相应的试验验证。且对吊脚层内刚度影响下的吊脚框架结构破坏机理、吊脚层刚度的不均匀性控制指标关注不够。基于以上研究背景,本文主要完成了以下工作内容:1)完
【基金项目】
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国家自然科学基金项目(51878101):基于损伤路径的分阶嵌固RC结构强震失效模式及控制方法研;
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吊脚楼属于典型的坡地建筑,其沿坡地布置不同长度柱形成架空平台再在平台上修建建筑物。历史震害表明,吊脚框架结构的吊脚层柱不等高嵌固是造成这类结构在地震作用下破坏严重的主要原因。目前,对于吊脚框架结构抗震性能研究大多局限于有限元分析软件建立的模型,缺少相应的试验验证。且对吊脚层内刚度影响下的吊脚框架结构破坏机理、吊脚层刚度的不均匀性控制指标关注不够。基于以上研究背景,本文主要完成了以下工作内容:1)完成了一榀1:3缩尺的三层二跨RC吊脚框架结构试验,研究了结构的破坏机理与抗震性能;2)利用Open SEES软件建立RC吊脚框架有限元分析模型,通过与试验结果对比,验证了该有限元模型的有效性;3)建立了3组不同层内刚度比和不同吊脚层刚度不均匀系数的RC吊脚框架Open SEES有限元模型,研究了控制吊脚层内刚度比对减轻吊脚短柱破坏程度的作用,分析了吊脚层刚度不均匀系数对RC吊脚框架结构抗震性能的影响;4)为了减轻吊脚层破坏程度,提出了吊脚层加斜撑的措施,构建了7种不同支撑布置方案,通过力学性能比选给出较优的支撑布置方案,研究了该斜撑布置对RC吊脚框架结构抗震性能的影响。本文主要结论如下:1)试验结果表明,对于吊脚层刚度与二层刚度相近的试件DJ-2,吊脚短柱柱脚、与吊脚短柱临近的梁端及二层梁端破坏严重,DJ-2破坏机制是“梁柱混合出铰模式”,按现行规范设计的RC吊脚框架结构滞回耗能和变形性能较好,设计时宜对吊脚短柱及与吊脚短柱临近的梁端适当加强。2)通过对比试验结果表明,建立的OpenSEES模型能较好的模拟出RC吊脚框架结构在地震作用下的破坏机制与变形能力。3)调整吊脚层层内刚度比大小,对吊脚层刚度与二层刚度相近的这组模型,可以有效减小吊脚短柱破坏程度;对吊脚层刚度是二层刚度两倍这组模型,吊脚层短柱破坏略微减小;对吊脚层刚度远大于二层刚度这组模型,其对吊脚层破坏程度的影响可以忽略。降低3组模型吊脚层刚度不均匀系数使RC吊脚框架结构在极限破坏状态下梁柱出铰更均匀,提高了其抗震性能。4)对顺坡向2跨RC吊脚框架结构,在短柱跨内的斜撑宜与短柱柱脚相连,在长柱跨内的斜撑宜与长柱柱脚相连;当采用该支撑布置时,有利于提高吊脚层抗震能力和改善吊脚短柱先破坏的问题;但结构第二层柱脚破坏加重,宜适当加强。
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