带钢连梁双肢剪力墙抗震性能评估

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1、硕士学位论文1绪论1绪论1．1选题背景古往今来，人类一直在与破坏力极大的地震作斗争，不断摸索抵御地震的新方法。在科学水平落后的时代，人们主要靠经验来抵御地震，直到20世纪初，才开始建立起现代的抗震设计理论体系，随着人类对地震了解的不断深入，以及其他相应学科的发展，抗震设计理论在这近百年里有了长足的发展和进步。地震反应分析方法从静力理论，反应谱理论，弹性动力理论、非线性动力理论，发展到目前基于性态的抗震设计理论。与此同时，抗震设防的标准以及方法的合理性也在不断在完善，大量的科研成果和方法在涌现。在抗震设计的早期阶段，抗震设计仅仅保证主体结构的不倒塌，允许结构出现一

2、定的破坏，它是以保证生命安全为单一设防水准来进行结构设计的。上世纪70年代以来，随着人们对地震的不确定性以及认识到了建筑经济性和安全性的关系，多级抗震设防的思想逐步得到地震工程界的认可。20世纪80年代初期，一些国家在其抗震设计规范中开始采用“小震不坏、大震不倒”的抗震思想【1捌，这种思想是要求结构在遭遇超过预期强度地震的作用时，允许结构出现较大的破坏，只要求结构不倒塌、保证生命安全；而在预期地震作用下，主体结构不出现大的破坏，便于修复再使用。这样的抗震设计思想体现了一定的分级设防的意思。我国从89抗震设计规范【3】开始的“小震不坏、中震可修、大震不倒”的三水准

3、设防和二阶段抗震设计的思想，是适应抗震设计理论和建筑设计要求和发展的一大进步。从实际地震中的灾后调查结果也表明，按照此设计思想设计的建筑在地震中表现出了很好的抗震性能。在财富、人员越来越集中的今天，如何控制地震带来的损失变得尤为重要。尤其是经历了近些年来给人类造成巨大灾难和损失的几次大地震后：1989年美国洛马普列塔大地震M7．1，地震的伤亡人数为数百人，而经济损失达到150亿美元；1995年的阪神大地震M7．3，死亡6500多人，直接经济损失占到日本当年GDP的1％到1．5％，灾后重建费用同样耗资巨大；2011年3月的东日本大地震M9．0，死亡15800多人，

4、经济损失近2000亿美元。传统的设计方法开始暴露出自身的不足，尽管规定了三个设防水准，但是在具体实施时，有些规定比较模糊，很难在具体设计时准确把握，而让这三设防水准演变成了仅仅以保证生命安全(结构物不倒塌)作为单一设防目标【4】。很显然，在目前经济社会发展的形势下，这显然是不符合社会发展规律的，是落后的。硕士学位论文1绪论怎样在保证生命安全的同时，最小的降低结构的维护、整修、以及破坏的间接损失等是一个亟待研究和解决的问题。在此大背景下越来越多的研究者开始倾向于结构基于性能的抗震设计，此种方法由来己久，现如今国内外的研究者们对此的研究也越来越广泛，基于性能的抗震设

5、计即PBSD(performancebasedseismicdesign)是基于性能的地震工程(PBEE)的针对设计部分的内容，他是采用一定的设计方法，同时保证建筑施工质量和竣工后对建筑的维护水平，使得建筑物在生命全周期内遭遇地震后的损失控制在某一特定的水平【5】o我国是个人口大国，也是个受地震影响较大的国家。在城市化进程中，剪力墙结构是城市高层住宅最常见的结构形式。传统的双肢剪力墙采用普通钢筋混凝土作为连梁的基本材料，事实证明，普通钢筋混凝土连梁并不是一种理想的连梁形式；经过研究表明，以型钢梁作为双肢剪力墙的连梁，利用型钢梁延性好以及混凝土墙肢抗侧刚度大的优点

6、，二者结合起来，会极大改善剪力墙结构的抗震性能。本文以“带钢连梁双肢剪力墙”为研究对象，结合现阶段基于性能的抗震设计方法，利用有限元弹塑性分析的方法，将对此结构基于性能的抗震能力展开评估和分析。1．2研究现状1．2．1剪力墙结构抗震研究现状1．2．1．1不同类型墙肢剪力墙结构的抗震性能研究目前对剪力墙墙肢的试验和理论分析的研究很多，下面列出了几组较具代表性的研究工作：(1)剪力墙抗震试验研究1)国外的研究工作邻国日本从上世纪70年代就开始应用钢板剪力墙结构，日本钢铁公司大楼是日本第一栋钢板剪力墙建筑【6】a北美也随后用此种墙作为建筑的主要抗侧力体系。1999年R

7、ezai建立了两个单跨1：4缩尺钢板剪力墙试验模型，并对该结构进行了拟动力试验分析用，得到了结构破坏前后的振型、阻尼比、周期等动力特性，对钢板对结构整体抗震性能的影响做了评价。Xue和LutS]对4个3跨的12层的钢板剪力墙做了试验研究，研究发现，当钢板剪力墙墙肢与柱子相连时，影响墙肢极限承载力的主要因素是柱子的破坏，当墙肢通过梁来传递剪力时，结构整体的抗震性能更优。2)北京工业大学曹万林等人的研究硕士学位论文1绪论曹万林、常卫华等人进行了6个带暗支撑T形截面的短肢剪力墙1：2模型低周反复荷载试验研究[9】。试验重点分析了该结构的承载力和刚度的衰减过程以及结构的

8、延性、滞回特性、抗震耗能