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摘要：本文分析了摇摆墙在框架结构抗震加固中的应用。摇摆墙是利用特别构造、底部有较大转动能力和抗侧刚度的构件；能较好控制结构的侧向变形；并且能与耗能设备统一，提升结构的耗能水平以及结构的抗震性能。本文对一个采取摇摆墙进行抗震加固的11层框架结构进行了弹塑性分析，并对比分析了加固前后结构的抗震能力。结果表明：摇摆墙能较好降低原结构的平均地震响应水平，以及结果的离散水平；有利于控制原结构的破坏机制，提高总体抗震能力。
关键词：摇摆墙；框架结构；抗震加固；弹塑性分析
1.框架-摇摆墙体系的抗震机理分析
框架结构的破坏机制是结构极限承载力分析时的重点。设计人员应科学掌握并合理控制结构的破坏机制，从而进一步确定结构的极限承载力。图1是假设没有任何边界约束的框架，且将可能发生的破坏机制简化成图1（b）~（f）。
B1与B2为梁铰破坏机制。C1与B1为最不利的破坏机制：大部分结构构件的承载能力未能发挥，且耗能水平较低，塑性铰将存在较大的变形，在设计过程中应避免[1]。C2、B2相对较好，框架的耗能能力能较好发挥，但仍未能充分发挥。另外，CB3属于整体破坏机制，每个构件形成变形较均匀的塑性铰，有利于较为充分地发挥每个构件的耗能能力。
2.框架-摇摆墙体系抗震加固设计要点
在采用摇摆墙进行结构加固时，摇摆墙和阻尼器的抗震性能需求很大程度上取决于拟加固结构的动力特性[2]，且应进行整体建模分析。本文建议按照以下步骤进行设计:
2.1由刚度需求初设墙体尺寸
该加固体系的主要加固方式是通过具有较大抗侧刚度的摇摆墙来改善原框架的变形和破坏机制。在设计的初期，可根据结构层数，预估墙体尺寸。
由以下两点假设来估计设备的规格与数量：1. 假定在地震基本设防烈度下结构的地震输入能均由阻尼器来耗散；2. 每个阻尼器要具备同样的变形能力[3]。另外，确保所有阻尼器的整体塑性耗能水平EH超过地震输入能E1，即：EH＞E1。
现行抗震设计规范中未以量化的地震输入能的大小作为划分建筑抗震设防等级的依据。地震输入能量E1为：
摇摆墙厚度为400mm。摇摆墙与框架梁通过抗剪衔接件相连；与两侧的框架柱采用屈服钢阻尼器相连[6]。为了保证衔接件的抗剪承载力，采用后植筋方式将衔接件锚固于原砼构件内。相较于原结构中的剪力墙构件，摇摆墙底部约束得以释放，墙体承受的水平弯矩大幅度降低。另外，摇摆墙不作为结构的竖向承载力构件，不需要对原基础进行较大的修改；简化对原有基础的修正。
4．结论
框架-摇摆墙结构体系的结构水平侧移大小，与摇摆墙、框架的平面布局以及墙体与框架的相对刚度比λ的大小密切相关。在原框架结构中增加摇摆墙可以调整原结构的内力分布，让原结构构件受力更为均匀，整体变形更协调。
参考文献
[1]吴守君,潘鹏,张鑫. 框架-摇摆墙结构受力特点分析及其在抗震加固中的应用[J]. 工程力学,2016(06):54-60+67.
[2]陈军. 底部钢筋砼抗震墙在底部框架抗震墙房屋结构设计中应用[J]. 江西建材,2013(01):38-39.
[3]杨树标,闫路路,贾剑辉,余丁浩. 摇摆墙刚度对框架摇摆墙结构抗震性能的影响分析[J]. 世界地震工程,2014(04):27-33.
[4]张富文,李向民,许清风,贡春成,陈溪,刘琼. 框架-摇摆墙结构抗震性能试验研究[J]. 建筑结构学报,2015(08):73-81.
[5]杨树标,赵国琴,贾剑辉,王静. 内嵌式摇摆墙刚度对框架结构抗震性能的影响[J]. 山西建筑,2015(29):34-35.
[6]贾剑辉,闫路路,杨树标,余丁浩. 不同层数框架摇摆墙结构抗震性能研究[J]. 地震工程与工程振动,2014(02):97-103.
论文作者:张海明1,王四清1,周朝阳2
论文发表刊物:《防护工程》2017年第13期
论文发表时间:2017/11/14
标签：结构论文; 框架论文; 构件论文; 刚度论文; 塑性论文; 墙体论文; 机制论文; 《防护工程》2017年第13期论文;