ECC剪力墻罕遇地震作用下整體性能評價和抗震能力需求分析.pdf

1、傳統(tǒng)的鋼筋混凝土剪力墻抗震能力設計是引導剪力墻底部破壞，通過加強底部墻體的箍筋配置，提高構件的變形能力。已有震害表明，墻底截面會發(fā)生嚴重的彎曲破壞，普通混凝土材料延性較差，震后往往會有很大的殘余變形，不利于結構的加固和修復。所以，提高剪力墻底部的變形能力是提高結構整體抗震性能的關鍵。纖維增強水泥基復合材料（Engineered Cementitious Composite，簡稱ECC）具有良好的受拉應變硬化性能和抗剪性能，也有較大的受壓

2、應變能力，可將其應用在剪力墻底部提高剪力墻的延性和變形能力。目前，只有關于ECC剪力墻單個構件的試驗研究，還沒有對這種高性能剪力墻整體結構的性能分析。因此，有必要考察在剪力墻潛在塑性鉸區(qū)使用ECC材料后結構的實際抗震性能以及對剪力墻上部樓層抗震能力需求的影響。
　　本文考慮不同的底部ECC剪力墻使用高度、結構體系、雙肢墻整體性系數(shù)、框剪結構剛度特征值、剪力墻空間布置形式等因素設計34個全塑性算例模型，對比分析了ECC剪力墻和普通R

3、C剪力墻在罕遇地震下結構的破壞模式、結構變形和剪力墻的耗能情況，對ECC剪力墻的整體抗震性能進行評價；對34個基于預設破壞模式的模型進行彈塑性時程分析，統(tǒng)計出ECC剪力墻抗震能力需求沿樓層的分布情況，計算出不同結構每一樓層處的彎矩放大系數(shù)和剪力放大系數(shù)，并總結了放大系數(shù)沿樓層的變化規(guī)律。
　?、貳CC剪力墻可以有效提高剪力墻的耗能能力。隨著ECC使用高度的增大，剪力墻耗能依次增加。
　　②ECC材料因為高強纖維的增韌作用，可

4、以減小ECC剪力墻的剪切開裂概率，降低墻體的剪切損傷。
　?、跡CC剪力墻在罕遇地震作用下，相鄰上部樓層會發(fā)生彎曲破壞。對于剪力墻結構，雙肢墻整體系數(shù)越大，剪力墻的破壞越嚴重；對于框剪結構，剛度特征值越小，剪力墻的破壞越嚴重。
　　④ECC剪力墻與RC剪力墻彎矩放大系數(shù)沿樓層的分布規(guī)律是近似相同的，在中間樓層處最大，向上、向下依次減小。其中，ECC以上5～6層的彎矩放大系數(shù)比普通鋼筋混凝土結構大，上部墻體的彎矩放大系數(shù)相差不

5、大。
　?、菁袅Φ撞扛鼡QECC材料后，對于雙肢剪力墻結構，剪力墻底部加強區(qū)以上4～5層的剪力放大系數(shù)相比RC結構會增大；對于框架剪力墻結構，剪力墻底部加強區(qū)以上8～9層的剪力放大系數(shù)相比RC結構會變大。上部樓層處，ECC剪力墻和普通RC剪力墻的剪力放大系數(shù)曲線基本重合。
　　⑥不同結構體系中，雙肢剪力墻結構彎矩放大系數(shù)最大，偏心框剪結構次之，中心框剪結構最小。對于剪力墻結構，彎矩放大系數(shù)隨著整體系數(shù)的增大而變大，結構高度越