柔性连接填充墙RC框架结构地震易损性分析

The aim of this project is to research seismic collapse assessment of masonry -infilled reinforced concrete (RC) frame building with flexible connection, the filling material of flexible connection is high damping rubber, 1/2 scale, one-story, one bay RC frame buildings with masonry infills are made, the low-cyclic reversed loading tests are conducted, the seismic performance and collapse mechanism of RC frame building with masonry infills under earthquake are studied, the influences of flexible connection are studied, such as strength, stiffness, and ductility, etc. The monotonic backbone curve for infill strut model is proposed, and the strut model parameters are proposed, such as the yield strength, the initial stiffness, the capping strength, the plastic capping displacement, and the degrading post-capping stiffness. Sets of ground motions are selected to match the target design spectrum, and the numerical models are established, seismic fragility analysis of reinforced concrete frame building with flexible connection is employed, the collapse-resistant capacities and safety margins against collapse of RC frame building with different seismic fortification levels are evaluated, the effect of strong-column weak-beam ratio and drift ratio limits on collapse safety are quantify considered, the methods to quantitatively assess the collapse risk of masonry-infilled RC frame building with flexible connection are established, the methods and design suggestions are proposed to improve the collapse-resistant capacities of masonry-infilled RC frame buildings.

以柔性连接填充墙钢筋混凝土（RC）框架结构抗地震倒塌能力评估为目标，以高阻尼橡胶作为柔性连接填充材料，通过1/2缩尺的单层单跨填充墙RC框架结构试件开展低周反复荷载试验研究，系统研究填充墙—框架柔性连接的RC框架结构的抗震性能和破坏机理，及其对框架结构强度、刚度及延性的影响规律；建立砌体填充墙骨架曲线模型，依据试验结果推导填充墙屈服强度、初始刚度、峰值刚度、塑性峰值位移及退化段刚度等参数；依据我国规范设计谱选取地震波，建立填充墙RC框架结构的数值模型，对填充墙RC框架结构开展易损性分析，对我国现行规范中不同抗震设防烈度下填充墙RC框架结构的抗倒塌能力、安全性能进行系统的评估分析，定量评估规范中结构设计参数（柱端弯矩增大系数、层间位移限值等）对填充墙RC框架结构倒塌的影响，建立抗地震倒塌能力评估方法，提出能够有效改善填充墙RC框架结构抗倒塌能力的措施及设计建议。

以柔性连接填充墙钢筋混凝土（RC）框架结构抗地震倒塌能力评估为目标，研究橡胶作为柔性连接材料对填充墙RC框架结构抗震性能的影响，以填充墙与框架之间的连接方式、砌块类型、柔性连接材料、砂浆强度、填充墙不同开洞位置和不同开洞率为变量，开展了11榀1/2缩尺填充墙RC框架试件的低周反复加载试验，对比分析各试件的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚度退化和耗能能力等抗震性能指标；基于OpenSees软件对上述试件进行有限元建模，验证了有限元模型的合理性；在此基础上，考虑连接方式、砌块类型和设防烈度的不同，基于OpenSees软件建立了不同的框架结构有限元模型，并对模型进行模态分析、IDA分析及地震易损性分析，得到地震易损性曲线和倒塌储备系数（CMR）。结果表明：橡胶作为柔性连接材料，通过自身变形耗能能够增大填充墙的变形空间，减弱填充墙与框架之间的相互作用，有效保护墙体和框架，并使结构的耗能能力得到较大改善；柔性连接填充墙RC框架的承载力介于纯框架和刚性连接填充墙RC框架之间，但刚度退化、位移延性以及耗能能力等抗震指标均优于刚性连接填充墙RC框架；对于柔性连接填充墙RC框架，橡胶的种类对RC框架的抗震性能有一定的影响，但影响不大；填充墙开洞会削弱柔性连接填充墙RC框架结构的的整体性，降低耗能能力和抗侧刚度，开洞率越大，填充墙对结构承载力的贡献越小；随着开洞率的增加，柔性连接填充墙框架结构的延性也相应提高。在开洞率相同的情况下，采用橡胶作为柔性连接材料，可以削弱不同开洞位置和不同开洞率等对开洞填充墙RC框架结构耗能能力的影响；不同连接方式的RC框架结构易损性分析结果表明，柔性连接方式减弱填充墙与框架之间的相互作用，减弱了墙体和框架结构在同等强度地震作用下的损伤程度，使得柔性连接方式下RC框架结构的抗震能力得到大幅提高，