砌体墙—钢筋混凝土墙组合结构的抗震性能及优化

【摘要】： 砌体墙-钢筋混凝土墙组合结构作为一种新型的结构体系,是采用以砌体结构为主体,适当设置部分钢筋混凝土剪力墙的组合结构体系,它由剪切变形为主的砌体墙和弯曲变形为主的混凝土剪力墙组成。这种结构体系的大部分材料是砌体,因而保持了砌体结构的许多长处。同时由于钢筋混凝土墙的合理设置,从而使整个组合结构的抗震能力显著提高。但是对于超高超层,这种结构的抗震性能有待于进一步的研究。 本文在前人研究的基础上,对砌体墙-钢筋混凝土墙组合结构协同工作性能进行了较为系统的研究。研究表明,该组合结构具有良好的抗震性能,完全能满足八度抗震设防要求。探讨了混凝土墙剪切变形和连梁约束对抗震分析的影响。在对这类组合结构进行抗震分析计算时,不仅应考虑其协同工作性能,同时还应考虑钢筋混凝土墙剪切变形的影响。 钢筋混凝土墙的数量是影响砌体墙-钢筋混凝土墙组合结构抗震性能的主要因素。通过控制钢筋混凝土墙底部承担的地震弯矩占地震总倾覆力矩的比例和结构特征刚度系数,能较好地保证组合结构中钢筋混凝土墙数量的合理性。本文提出了混凝土墙合理数量的取值方法,并针对影响混凝土墙合理数量的主要因素,给出了在不同抗震等级、不同场地类别和设计分组的情况下混凝土墙的合理数量表,方法简单实用,可用于地震区结构的初步设计阶段。 本文建立的一套结构优化算法,对组合结构中钢筋混凝土墙的合理数量进行了进一步优化,计算分析结果显示了该优化算法的可行性与实用性。对组合结构进行优化设计具有一定的理论意义和经济效益。 采用砌体墙-钢筋混凝土墙组合结构非线性地震反应分析程序MRCSA1.0,对设置不同数量钢筋混凝土墙的组合结构进行了非线性动力时程分析及静力非线性分析,探讨了当钢筋混凝土墙的数量变化时对组合结构变形和受力性能的影响。