底部带水平接缝自复位剪力墙罕遇地震作用下抗震性能研究

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自复位结构相较传统结构在地震作用下结构损伤减轻,残余位移明显减少,节约震后修复时间和费用。自复位剪力墙结构是当前自复位结构研究的热点,目前研究主要集中在单肢剪力墙构件层面上,就整体结构而言,对于框架-自复位剪力墙的研究较多,但对于剪力墙结构如何实现自复位尚停留在构件试验及分析阶段,研究较为匮乏。因此有必要对自复位剪力墙在整体结构中的自复位能力以及抗震性能展开研究。本文将对底部带水平接缝自复位剪力墙结构在罕遇地震作用下的自复位能力以及抗震性能展开研究,采用PERFORM-3D有限元分析软件对底部带水平接缝自复位剪力墙与普通剪力墙结构在罕遇地震作用下的动力响应进行对比,针对自复位剪力墙结构中的接缝尺寸及位置、预应力水平及施加位置和阻尼器展开参数分析,研究参数变化对自复位剪力墙结构自复位能力以及抗震性能的影响规律。主要结论如下:(1)自复位剪力墙结构具有良好的自复位能力,主要体现在结构在地震作用后具有更小的残余位移。(2)自复位剪力墙结构在地震作用下的位移响应大于普通剪力墙结构,自复位剪力墙耗能不及普通剪力墙,但自复位剪力墙结构中的梁构件耗能和阻尼耗能会增大,整个结构的总耗能高于普通剪力墙。(3)自复位剪力墙结构的梁构件在地震作用下损伤加重,弯曲破坏的屈服概率提高,结构底部楼层的剪力墙的屈服概率略有提升,结构的屈服强度降低,但曲率延性系数较普通剪力墙有所提高。自复位剪力墙结构底部楼层剪切开裂概率相较于普通剪力墙有所提高,但地震作用下始终没有发生剪切屈服,结构仍以弯曲破坏为主。(4)自复位剪力墙结构中,接缝尺寸取墙长1/5~1/4时,其表现出的自复位能力最好,接缝布置层数超过底部三层后对结构周期、位移响应以及自复位能力等影响较小。(5)自复位剪力墙中预应力筋的初始预应力对结构的自复位能力影响较小,增加预应力筋长度或加大初始预应力都会增加结构耗能。在高层自复位剪力墙结构中,预应力筋布置超过10层后对结构的自复位能力影响减小。(6)高层自复位剪力墙结构中布置粘滞阻尼器可以增强结构的自复位能力,阻尼器的布置在结构有害位移较大楼层时其自复位能力最好;增加粘滞阻尼器数量以及提高粘滞阻尼系数会增强结构的自复位能力;阻尼器的布置不会影响结构的总耗能和剪力墙耗能,但会大幅度减少梁构件的非线性耗能,减轻梁构件的破坏。
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