中小学建筑混凝土结构抗震性能研究

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中小学建筑属于特殊的公共建筑,学生密度相对较高、活动频繁、流动量较大,所以有必要从结构形式上来研究中小学建筑的抗震性能。本文首先介绍了几种典型的中小学建筑结构形式,结合我国历次地震中中小学建筑的震害情况,总结了砖木结构、砌体结构及框架结构学校建筑的主要破坏形式,并分析了震害产生的原因。利用SAP2000有限元分析软件对单跨框架结构和两跨框架结构分别进行静力弹塑性分析和弹塑性动力时程分析,结果表明:带有悬挑走廊的单跨框架结构冗余度少,在强震作用下楼层侧移较大,结构较早形成机构,易倒塌;两跨框架结构的冗余度增加,其抗震性能和抗倒塌能力都相应提高,但是提高程度不是很大。在框架结构中增加剪力墙后使原结构变为具有多道抗震防线的框架-剪力墙结构,进一步提高了结构的抗震性能。考虑到剪力墙的数量对结构抗震性能的影响,利用SAP2000有限元分析软件对少墙型框架-剪力墙结构和多墙型框架-剪力墙结构分别进行静力弹塑性分析和弹塑性动力时程分析,结果表明:剪力墙的数量较少,在地震作用下,剪力墙的作用仅仅是增加结构的刚度,协助框架减少其侧移,而不能真正起到第一道抗震防线的作用;剪力墙的数量较多,在强震作用下剪力墙破坏前吸收的地震能量较多,一旦剪力墙破坏,这些能量会迅速转移到框架结构,迫使框架承担原本由剪力墙所承担的荷载,由于框架的侧向刚度较小,将产生较大的塑性变形,从而加剧了结构的倒塌。
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