框架——剪力墙结构最佳耗能体系的探讨

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　　框架—剪力墙结构由于具有建筑平面布置灵活和抗侧刚度大的特点，以及较好的抗震性能，因而在三十层以下的高层建筑中大量被采用。框架—剪力墙结构是由多种具有不同受力特性构件（如框架梁、柱，框架与剪力墙之间的连梁，剪力墙墙肢，剪力墙连系梁等）组成的结构，如何通过合理设计，使其的抗震性能更好，使之在地震作用下成为最佳耗能体系，即形成最佳破坏体系，满足“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震原则，从而达到可靠与经济的目的，是一个很重要的问题，解决这个问题具有重要的理论和实际意义。本文就想针对这个问题进行一些探讨。高层建筑结构抗震的概念设计逐步被设计人员所认识和重视。因为任何一个精确的理论计算结果都是在一定假定的计算模型基础上所得到的，而地震作用是一个非常复杂的空间问题，且有许多不确定性，尤其是当结构进入弹塑性阶段以后，就很难用常规的计算原理去进行内力分析了，所以在实际设计中应把理论计算结果与概念设计结合起来，才能真正做到使结构安全可靠。事实上现行规范中的“一般规定”及各类结构的构造要求大部分是从概念设计中获得的。本文所讨论的问题也属于框架—剪力墙结构抗震概念设计的内容。
　　１　最佳耗能体系的讨论
　　框架—剪力墙结构概括起来可以按以下四种方式进行设计（由于框架柱出现塑性铰框架形成柱式侧移机构，危害性大，不易修复，一般不允许框架柱出现塑性铰）：
　　（１）弹性墙—弹性框架（简称ＥＷ—ＥＦ）：即将剪力墙和框架设计成在整个地震过程中一直处于弹性。
　　（２）弹性墙—弹塑性框架（简称ＥＷ—ＰＦ）：即使剪力墙在整个地震过程中处于弹性，而使框架中的梁端在地震过程中进入弹塑性形成塑性铰。
　　（３）弹塑性墙—弹性框架（简称ＰＷ—ＥＦ）：即使剪力墙在地震过程中屈服，进入弹塑性，而让框架在地震过程中一直处于弹性。
　　（４）弹塑性墙—弹塑性框架（简称ＰＷ—ＰＦ）：即使剪力墙在地震过程中屈服，进入弹塑性，也让框架中的梁端在地震过程中屈服形成塑性铰。
　　文献对以上四种结构进行了动力反应分析，比较其动力反应可得到：
　　结构“ＥＷ—ＥＦ”产生了最强的结构动力反应。此结构的顶点位移最大，除在结构底部剪力墙屈服层以及靠近屈服层的少数层外，各层的层间变形以及框架梁、柱弯矩和剪力均较大，剪力墙的弯矩和剪力沿整个高度均较大。