地震作用下框支剪力墻結(jié)構(gòu)性能的深度剖析與優(yōu)化策略研究一、引言1.1研究背景與意義隨著城市化進(jìn)程的加速，土地資源愈發(fā)緊張，高層建筑成為滿足城市發(fā)展需求的重要建筑形式?？蛑Ъ袅Y(jié)構(gòu)作為一種常見(jiàn)的高層建筑結(jié)構(gòu)形式，因其能夠靈活地實(shí)現(xiàn)建筑功能分區(qū)，滿足底部大空間、上部小空間的使用要求，在商業(yè)建筑、商住樓以及多功能綜合體等項(xiàng)目中得到了廣泛應(yīng)用。在底部大空間的商場(chǎng)、停車場(chǎng)等區(qū)域，框支剪力墻結(jié)構(gòu)能夠提供開(kāi)闊的空間，便于商業(yè)活動(dòng)的開(kāi)展和車輛的停放；而在上部住宅或辦公區(qū)域，剪力墻結(jié)構(gòu)則能有效抵抗水平荷載，保障居住和工作環(huán)境的安全穩(wěn)定。然而，地震是對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)安全威脅最大的自然災(zāi)害之一。在歷次地震災(zāi)害中，框支剪力墻結(jié)構(gòu)遭受破壞的情況屢見(jiàn)不鮮。1995年日本阪神大地震，許多采用框支剪力墻結(jié)構(gòu)的建筑出現(xiàn)了不同程度的破壞，底層框架柱嚴(yán)重受損，導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)失穩(wěn)倒塌，造成了大量的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。2008年我國(guó)汶川地震中，部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的建筑也出現(xiàn)了轉(zhuǎn)換層附近構(gòu)件破壞、結(jié)構(gòu)整體傾斜等問(wèn)題。這些震害實(shí)例表明，框支剪力墻結(jié)構(gòu)在地震作用下的性能表現(xiàn)直接關(guān)系到建筑的安全和人民生命財(cái)產(chǎn)的安全?？蛑Ъ袅Y(jié)構(gòu)由于其豎向構(gòu)件不連續(xù)，傳力途徑復(fù)雜，在地震作用下，結(jié)構(gòu)的受力和變形分布與常規(guī)結(jié)構(gòu)有很大差異。底部大空間的存在使得結(jié)構(gòu)的剛度分布不均勻，容易在轉(zhuǎn)換層及附近樓層形成薄弱部位，導(dǎo)致地震反應(yīng)增大。研究框支剪力墻結(jié)構(gòu)在地震作用下的性能，深入了解其受力機(jī)制、破壞模式以及地震響應(yīng)規(guī)律，對(duì)于提高結(jié)構(gòu)的抗震能力，保障建筑在地震中的安全具有至關(guān)重要的意義。這不僅有助于優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，降低地震風(fēng)險(xiǎn)，還能為相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的完善提供科學(xué)依據(jù)，推動(dòng)建筑結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)的發(fā)展。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國(guó)外，框支剪力墻結(jié)構(gòu)的研究起步較早。美國(guó)在20世紀(jì)中葉就開(kāi)始關(guān)注高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，針對(duì)框支剪力墻結(jié)構(gòu)開(kāi)展了一系列的理論分析和試驗(yàn)研究。通過(guò)大量的模擬分析和實(shí)際震害調(diào)查，對(duì)結(jié)構(gòu)在地震作用下的內(nèi)力分布、變形規(guī)律以及破壞機(jī)制有了較為深入的認(rèn)識(shí)。一些研究成果為美國(guó)相關(guān)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的制定提供了重要依據(jù)，使得規(guī)范中對(duì)框支剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求更加科學(xué)合理。日本作為地震頻發(fā)的國(guó)家，對(duì)框支剪力墻結(jié)構(gòu)在地震作用下的性能研究尤為重視。日本學(xué)者通過(guò)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)、擬靜力試驗(yàn)等手段，研究了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)、材料性能以及構(gòu)造措施對(duì)框支剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能的影響。在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，運(yùn)用數(shù)值模擬方法對(duì)結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)進(jìn)行精細(xì)化分析，建立了多種結(jié)構(gòu)分析模型，如有限元模型、簡(jiǎn)化力學(xué)模型等，以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)在地震作用下的力學(xué)行為。日本的研究成果在其國(guó)內(nèi)建筑工程中得到了廣泛應(yīng)用，有效提高了框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震能力。國(guó)內(nèi)對(duì)于框支剪力墻結(jié)構(gòu)的研究始于20世紀(jì)70年代，隨著高層建筑的不斷發(fā)展，研究工作逐漸深入。學(xué)者們?cè)诮梃b國(guó)外研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)建筑特點(diǎn)和抗震設(shè)防要求，開(kāi)展了大量的研究工作。在理論研究方面，對(duì)框支剪力墻結(jié)構(gòu)的受力機(jī)理、計(jì)算方法進(jìn)行了深入探討，提出了多種改進(jìn)的計(jì)算模型和設(shè)計(jì)方法，如考慮樓板變形影響的空間協(xié)同工作計(jì)算模型、基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法等，以提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和可靠性。在試驗(yàn)研究方面，國(guó)內(nèi)進(jìn)行了大量的足尺模型試驗(yàn)和縮尺模型試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)不同類型、不同規(guī)模的框支剪力墻結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行低周反復(fù)加載試驗(yàn)、振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)等，研究結(jié)構(gòu)在地震作用下的破壞過(guò)程、破壞模式、耗能能力以及抗震性能指標(biāo)。這些試驗(yàn)結(jié)果為理論研究提供了有力的支持，也為工程設(shè)計(jì)提供了寶貴的參考數(shù)據(jù)。例如，通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)框支層的剛度比、轉(zhuǎn)換梁的設(shè)計(jì)以及剪力墻的布置方式等因素對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能有顯著影響，從而為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的參數(shù)優(yōu)化提供了依據(jù)。此外，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)值模擬在框支剪力墻結(jié)構(gòu)研究中得到了廣泛應(yīng)用。國(guó)內(nèi)學(xué)者利用有限元軟件如ANSYS、ABAQUS等，對(duì)框支剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行了細(xì)致的數(shù)值模擬分析，研究結(jié)構(gòu)在各種地震波作用下的響應(yīng)規(guī)律，分析結(jié)構(gòu)的薄弱部位和潛在的破壞模式。數(shù)值模擬不僅可以彌補(bǔ)試驗(yàn)研究的局限性，還能對(duì)不同工況下的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行全面分析，為結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供更多的方案和數(shù)據(jù)支持。盡管國(guó)內(nèi)外在框支剪力墻結(jié)構(gòu)在地震作用下的性能研究方面取得了豐碩的成果，但仍存在一些不足之處。目前對(duì)于復(fù)雜體型和不規(guī)則布置的框支剪力墻結(jié)構(gòu)研究相對(duì)較少，這類結(jié)構(gòu)在地震作用下的力學(xué)行為更加復(fù)雜，其受力機(jī)理和破壞模式尚未完全明確。在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，如何更準(zhǔn)確地考慮結(jié)構(gòu)的非線性行為、材料的本構(gòu)關(guān)系以及構(gòu)件之間的相互作用，仍然是需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題。此外，對(duì)于框支剪力墻結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的倒塌機(jī)制和倒塌過(guò)程的研究還不夠深入，缺乏有效的預(yù)測(cè)和控制方法。這些問(wèn)題都有待在今后的研究中進(jìn)一步深入探究，以完善框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震理論和設(shè)計(jì)方法，提高結(jié)構(gòu)在地震中的安全性和可靠性。1.3研究方法與內(nèi)容1.3.1研究方法本研究將綜合運(yùn)用多種研究方法，全面深入地探究框支剪力墻結(jié)構(gòu)在地震作用下的性能。有限元分析方法是本研究的重要手段之一。借助專業(yè)的有限元軟件，如ANSYS、ABAQUS等，建立精確的框支剪力墻結(jié)構(gòu)有限元模型。通過(guò)合理選擇單元類型、定義材料本構(gòu)關(guān)系以及設(shè)置邊界條件，模擬結(jié)構(gòu)在不同地震波作用下的動(dòng)力響應(yīng)，包括結(jié)構(gòu)的位移、加速度、應(yīng)力、應(yīng)變等參數(shù)的變化情況。通過(guò)改變結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)、材料性能以及構(gòu)件的連接方式等，進(jìn)行多工況模擬分析，系統(tǒng)研究各因素對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能的影響規(guī)律。有限元分析能夠提供詳細(xì)的結(jié)構(gòu)內(nèi)部力學(xué)信息，彌補(bǔ)試驗(yàn)研究的局限性，為理論分析和工程設(shè)計(jì)提供有力的支持。案例研究也是本研究的重要方法。選取具有代表性的實(shí)際框支剪力墻結(jié)構(gòu)建筑工程案例，收集其設(shè)計(jì)圖紙、施工資料以及地震后的檢測(cè)數(shù)據(jù)等。對(duì)這些案例進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查和分析，了解結(jié)構(gòu)在實(shí)際地震中的破壞情況、震害特征以及抗震設(shè)計(jì)的不足之處。通過(guò)對(duì)多個(gè)案例的對(duì)比研究，總結(jié)出框支剪力墻結(jié)構(gòu)在不同場(chǎng)地條件、地震動(dòng)特性以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)下的抗震性能表現(xiàn)，為理論研究和工程實(shí)踐提供實(shí)際依據(jù)。此外，本研究還將運(yùn)用理論分析方法，基于結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、材料力學(xué)、彈性力學(xué)等基本理論，對(duì)框支剪力墻結(jié)構(gòu)在地震作用下的受力機(jī)理和變形規(guī)律進(jìn)行深入探討。推導(dǎo)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力平衡方程，分析結(jié)構(gòu)的自振特性、地震響應(yīng)計(jì)算方法以及破壞準(zhǔn)則。建立簡(jiǎn)化的力學(xué)模型，對(duì)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位和構(gòu)件進(jìn)行力學(xué)分析，揭示結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)和潛在的破壞模式。理論分析能夠?yàn)橛邢拊M和試驗(yàn)研究提供理論指導(dǎo)，使研究結(jié)果具有更堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。1.3.2研究?jī)?nèi)容本研究將圍繞框支剪力墻結(jié)構(gòu)在地震作用下的性能展開(kāi)多方面的研究，具體內(nèi)容包括：結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性研究：通過(guò)理論分析和有限元模擬，計(jì)算框支剪力墻結(jié)構(gòu)的自振周期、頻率、振型等動(dòng)力特性參數(shù)。研究結(jié)構(gòu)的質(zhì)量分布、剛度分布以及構(gòu)件的連接方式等因素對(duì)動(dòng)力特性的影響，揭示結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的變化規(guī)律。了解結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性是分析其地震響應(yīng)的基礎(chǔ)，能夠?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)提供重要的參考依據(jù)。地震響應(yīng)分析：運(yùn)用有限元軟件對(duì)框支剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行地震時(shí)程分析和反應(yīng)譜分析。輸入不同類型、不同強(qiáng)度的地震波，模擬結(jié)構(gòu)在地震作用下的位移、加速度、層間位移角、基底剪力等響應(yīng)參數(shù)的時(shí)程變化。分析結(jié)構(gòu)在不同地震波作用下的響應(yīng)差異，研究地震波的頻譜特性、峰值加速度以及持時(shí)等因素對(duì)結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響。通過(guò)地震響應(yīng)分析，評(píng)估結(jié)構(gòu)在不同地震作用下的抗震性能，確定結(jié)構(gòu)的薄弱部位和可能出現(xiàn)的破壞形式。損傷機(jī)制研究：基于有限元模擬結(jié)果和實(shí)際震害案例，研究框支剪力墻結(jié)構(gòu)在地震作用下的損傷演化過(guò)程和破壞機(jī)制。分析結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損傷模式，如框架柱的受壓破壞、受彎破壞，剪力墻的剪切破壞、彎曲破壞等，以及構(gòu)件之間的連接節(jié)點(diǎn)的損傷情況。研究損傷的發(fā)展與結(jié)構(gòu)變形、地震能量輸入之間的關(guān)系，揭示結(jié)構(gòu)的損傷機(jī)制和破壞機(jī)理。了解結(jié)構(gòu)的損傷機(jī)制有助于制定合理的抗震加固措施，提高結(jié)構(gòu)的抗震能力?？拐饍?yōu)化措施研究：根據(jù)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性、地震響應(yīng)和損傷機(jī)制的研究結(jié)果，提出框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震優(yōu)化措施。從結(jié)構(gòu)體系選型、構(gòu)件設(shè)計(jì)、構(gòu)造措施等方面入手，優(yōu)化結(jié)構(gòu)的抗震性能。例如，合理調(diào)整框支層與上部結(jié)構(gòu)的剛度比，優(yōu)化轉(zhuǎn)換梁和框支柱的設(shè)計(jì)，加強(qiáng)剪力墻的配筋和構(gòu)造措施，提高結(jié)構(gòu)的延性和耗能能力。通過(guò)對(duì)比分析不同優(yōu)化方案下結(jié)構(gòu)的抗震性能，確定最優(yōu)的抗震設(shè)計(jì)方案，為工程實(shí)踐提供科學(xué)的指導(dǎo)。二、框支剪力墻結(jié)構(gòu)的基本原理與特點(diǎn)2.1結(jié)構(gòu)組成與工作機(jī)制框支剪力墻結(jié)構(gòu)主要由框架、剪力墻以及轉(zhuǎn)換層三部分組成。在建筑的底部，通常設(shè)置框架結(jié)構(gòu)，其由梁和柱通過(guò)剛性節(jié)點(diǎn)連接而成，形成規(guī)則的網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)體系，具有較大的空間靈活性，能夠滿足大空間的使用需求，如商場(chǎng)、停車場(chǎng)等功能區(qū)域。而在建筑的上部，剪力墻結(jié)構(gòu)占據(jù)主導(dǎo)地位。剪力墻是由鋼筋混凝土澆筑而成的墻體結(jié)構(gòu)，其具有較大的抗側(cè)剛度，能夠有效地抵抗水平荷載，保障結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載、地震作用等水平力作用下的穩(wěn)定性，常見(jiàn)于住宅、辦公等小開(kāi)間功能區(qū)域。轉(zhuǎn)換層則是框支剪力墻結(jié)構(gòu)中連接框架和剪力墻的關(guān)鍵部分。由于建筑功能需求的變化，上部剪力墻無(wú)法直接落地，需要通過(guò)轉(zhuǎn)換層實(shí)現(xiàn)豎向構(gòu)件的傳力轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換層一般采用轉(zhuǎn)換梁、轉(zhuǎn)換桁架或箱形轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)等形式，將上部剪力墻傳來(lái)的豎向荷載傳遞到下部的框支柱上，進(jìn)而再傳遞到基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)換梁是最常見(jiàn)的轉(zhuǎn)換構(gòu)件，其截面尺寸通常較大，配筋也較為復(fù)雜，以承受巨大的豎向荷載和彎矩。在豎向荷載作用下，結(jié)構(gòu)的傳力路徑較為清晰。樓板將豎向荷載傳遞給次梁，次梁再將荷載傳遞給主梁，主梁最終將荷載傳遞給框支柱和落地剪力墻?？蛑е饕惺苡赊D(zhuǎn)換梁傳來(lái)的集中荷載，通過(guò)自身的受壓作用將荷載傳遞到基礎(chǔ)；落地剪力墻則均勻地承受豎向荷載，并將其傳遞到基礎(chǔ)。在這個(gè)過(guò)程中，框支柱和落地剪力墻根據(jù)自身的剛度分配豎向荷載，剛度較大的構(gòu)件承擔(dān)的荷載相對(duì)較多。當(dāng)結(jié)構(gòu)受到水平荷載作用時(shí)，框支剪力墻結(jié)構(gòu)的工作機(jī)制較為復(fù)雜，框架和剪力墻通過(guò)協(xié)同工作來(lái)抵抗水平力。由于框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度相對(duì)較小，在水平荷載作用下，其側(cè)移曲線呈現(xiàn)剪切型，即結(jié)構(gòu)的層間位移隨樓層的增加而逐漸增大，結(jié)構(gòu)底部的層間位移較小，頂部的層間位移較大；而剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較大，其側(cè)移曲線呈現(xiàn)彎曲型，結(jié)構(gòu)底部的層間位移較大，頂部的層間位移較小。在框支剪力墻結(jié)構(gòu)中，由于樓蓋在自身平面內(nèi)的剛度很大，在同一高度處框架和剪力墻的側(cè)移基本相同。這使得框支剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)移曲線既不是單純的剪切型，也不是彎曲型，而是一種彎、剪混合型，簡(jiǎn)稱彎剪型。在結(jié)構(gòu)底部，框架的側(cè)移小于剪力墻的側(cè)移，框架會(huì)對(duì)剪力墻產(chǎn)生向右的拉力，以協(xié)調(diào)兩者的變形；在結(jié)構(gòu)頂部，框架的側(cè)移大于剪力墻的側(cè)移，框架會(huì)對(duì)剪力墻產(chǎn)生向左的推力。這種相互作用使得框支剪力墻結(jié)構(gòu)底部的側(cè)移比純框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移要小一些，比純剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)移要大一些；其頂部側(cè)移則正好相反?？蚣芎图袅υ诠餐袚?dān)外部水平荷載的同時(shí)，為保持變形協(xié)調(diào)還存在著相互作用，這種相互作用關(guān)系即為協(xié)同工作原理。在協(xié)同工作過(guò)程中，剪力墻主要承擔(dān)大部分的水平荷載，框架則起到輔助作用，并在結(jié)構(gòu)進(jìn)入非線性階段后，通過(guò)自身的塑性變形來(lái)耗散地震能量，提高結(jié)構(gòu)的延性和抗震能力。2.2結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及抗震性能優(yōu)勢(shì)與不足框支剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計(jì)和抗震性能方面具有獨(dú)特的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)既帶來(lái)了一定的優(yōu)勢(shì)，也存在一些不足之處。從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)看，框支剪力墻結(jié)構(gòu)的平面布置十分靈活。底部的框架結(jié)構(gòu)能夠提供大空間，滿足商業(yè)、停車等功能需求，而上部的剪力墻結(jié)構(gòu)又能保證建筑在豎向和水平方向上的承載能力和穩(wěn)定性。這種結(jié)構(gòu)形式適用于多種建筑類型，如商住樓、綜合樓等，能夠充分發(fā)揮不同結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)勢(shì)。在商住樓中，底部的商場(chǎng)可以利用框架結(jié)構(gòu)的大空間進(jìn)行商品展示和銷售，上部的住宅則通過(guò)剪力墻結(jié)構(gòu)保障居住的安全和舒適。在抗震性能方面，框支剪力墻結(jié)構(gòu)也具有一定的優(yōu)勢(shì)?？蚣芎图袅νㄟ^(guò)協(xié)同工作，能夠有效地抵抗地震作用。剪力墻承擔(dān)大部分的水平荷載，框架則在結(jié)構(gòu)進(jìn)入非線性階段后，通過(guò)自身的塑性變形來(lái)耗散地震能量，提高結(jié)構(gòu)的延性和抗震能力。在地震作用下，剪力墻能夠迅速抵抗水平力，減小結(jié)構(gòu)的側(cè)移，而框架的塑性變形則可以吸收地震能量，避免結(jié)構(gòu)的突然倒塌。此外，合理設(shè)計(jì)的框支剪力墻結(jié)構(gòu)具有較好的空間整體性，能夠在地震中保持結(jié)構(gòu)的完整性，減少構(gòu)件的破壞和倒塌風(fēng)險(xiǎn)。然而，框支剪力墻結(jié)構(gòu)也存在一些不利于抗震的缺點(diǎn)。底部形成薄弱層是該結(jié)構(gòu)的一個(gè)顯著問(wèn)題。由于底部框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度相對(duì)較小，在地震作用下，底部框架柱容易出現(xiàn)較大的變形和內(nèi)力，成為結(jié)構(gòu)的薄弱部位。在地震中，底部框架柱可能會(huì)出現(xiàn)彎曲破壞、剪切破壞等，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的倒塌。轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)的剛度突變也會(huì)引起地震剪力的集中，使得轉(zhuǎn)換層附近的構(gòu)件受力復(fù)雜，容易發(fā)生破壞。在轉(zhuǎn)換層處，由于結(jié)構(gòu)形式的變化，剛度和傳力途徑發(fā)生改變，地震剪力會(huì)在該區(qū)域集中，增加了構(gòu)件的破壞風(fēng)險(xiǎn)。豎向剛度不均勻也是框支剪力墻結(jié)構(gòu)的一個(gè)問(wèn)題。上部剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度較大，而下部框架結(jié)構(gòu)的剛度較小，這種豎向剛度的不均勻分布會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在地震作用下的變形不協(xié)調(diào)，從而產(chǎn)生較大的內(nèi)力和應(yīng)力集中。當(dāng)上部剪力墻在地震作用下產(chǎn)生較大的變形時(shí)，下部框架結(jié)構(gòu)可能無(wú)法有效地與之協(xié)調(diào)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞?？蛑Ъ袅Y(jié)構(gòu)的傳力途徑相對(duì)復(fù)雜，轉(zhuǎn)換層的存在使得荷載傳遞過(guò)程中增加了不確定性，這也對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能產(chǎn)生了一定的影響。由于轉(zhuǎn)換層的作用，上部剪力墻的荷載需要通過(guò)轉(zhuǎn)換梁傳遞到框支柱上，這個(gè)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中、傳力不暢等問(wèn)題，影響結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。三、地震作用對(duì)框支剪力墻結(jié)構(gòu)的影響3.1地震作用的基本原理與特性地震是由于地殼內(nèi)部巖石破裂、錯(cuò)動(dòng)等原因，釋放出巨大能量，從而產(chǎn)生地震波，這些地震波向四周傳播，引起地面震動(dòng)。地震波主要分為體波和面波，體波又包括縱波（P波）和橫波（S波），面波則包括瑞利波（R波）和勒夫波（L波）?？v波是一種壓縮波，其振動(dòng)方向與波的傳播方向一致，就像彈簧被壓縮和拉伸的過(guò)程，質(zhì)點(diǎn)在波的傳播方向上做前后運(yùn)動(dòng)。在所有地震波中，縱波的傳播速度最快，通常在5.5-7千米/秒，它最先到達(dá)震中，引起地面上下顛簸振動(dòng)。橫波是一種剪切波，其振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直，類似抖動(dòng)繩子時(shí)產(chǎn)生的波動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)在垂直于波傳播方向的平面內(nèi)做橫向運(yùn)動(dòng)。橫波的傳播速度僅次于縱波，一般為3.2-4.0千米/秒，它使地面發(fā)生前后、左右抖動(dòng)，破壞性較強(qiáng)。面波是體波在地表相遇后激發(fā)產(chǎn)生的混合波，只能沿地表面?zhèn)鞑?，其波長(zhǎng)大、振幅強(qiáng)，是造成建筑物強(qiáng)烈破壞的主要因素。瑞利波的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡類似海浪，在垂直面上，質(zhì)點(diǎn)呈逆時(shí)針橢圓形振動(dòng)，震動(dòng)振幅隨深度增加而減少；勒夫波的粒子振動(dòng)方向和波前進(jìn)方向垂直，且振動(dòng)只發(fā)生在水平方向上，沒(méi)有垂直分量，側(cè)向震動(dòng)振幅也會(huì)隨深度增加而減少。地震波具有復(fù)雜的頻譜特性，其頻譜包含了各種不同頻率的成分。不同頻率的地震波對(duì)結(jié)構(gòu)的影響各不相同，低頻成分主要影響結(jié)構(gòu)的整體振動(dòng)，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的位移反應(yīng)；高頻成分則更容易引起結(jié)構(gòu)局部構(gòu)件的振動(dòng)和破壞，如節(jié)點(diǎn)處的應(yīng)力集中、小構(gòu)件的共振等。地震波的幅值反映了地震動(dòng)的強(qiáng)度大小，幅值越大，表明地震的能量越大，對(duì)結(jié)構(gòu)的作用力也就越強(qiáng)，結(jié)構(gòu)所受到的破壞可能性也就越大。在強(qiáng)震中，較大幅值的地震波會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生超出其承載能力的內(nèi)力和變形，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞甚至倒塌。當(dāng)結(jié)構(gòu)受到地震作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生動(dòng)力響應(yīng)，其原理基于牛頓第二定律和結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的基本理論。結(jié)構(gòu)在地震作用下，會(huì)受到慣性力、阻尼力和彈性恢復(fù)力的作用。慣性力是由于結(jié)構(gòu)的質(zhì)量在地震加速度作用下產(chǎn)生的，其大小與結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和加速度成正比，方向與加速度方向相反，根據(jù)牛頓第二定律F=ma（其中F為慣性力，m為結(jié)構(gòu)質(zhì)量，a為加速度），慣性力試圖使結(jié)構(gòu)保持原有的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，抵抗地震引起的加速度變化。阻尼力是結(jié)構(gòu)在振動(dòng)過(guò)程中，由于材料的內(nèi)摩擦、構(gòu)件之間的摩擦以及周圍介質(zhì)的阻力等因素產(chǎn)生的，它與結(jié)構(gòu)的振動(dòng)速度成正比，方向與速度方向相反，阻尼力消耗結(jié)構(gòu)的振動(dòng)能量，使結(jié)構(gòu)的振動(dòng)逐漸衰減，起到抑制結(jié)構(gòu)振動(dòng)幅度的作用。彈性恢復(fù)力則是由結(jié)構(gòu)的彈性變形產(chǎn)生的，當(dāng)結(jié)構(gòu)受到外力作用發(fā)生變形時(shí)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生恢復(fù)力，試圖使結(jié)構(gòu)回到原來(lái)的平衡位置，其大小與結(jié)構(gòu)的變形量成正比，方向與變形方向相反，符合胡克定律F=kx（其中F為彈性恢復(fù)力，k為結(jié)構(gòu)的剛度，x為變形量）。在地震作用下，結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，這些力相互作用，使得結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)。結(jié)構(gòu)的振動(dòng)可以用運(yùn)動(dòng)方程來(lái)描述，對(duì)于多自由度體系的框支剪力墻結(jié)構(gòu)，其在地震作用下的運(yùn)動(dòng)方程通常表示為：[M]\{\ddot{u}(t)\}+[C]\{\dot{u}(t)\}+[K]\{u(t)\}=-[M]\{1\}\ddot{u}_g(t)其中，[M]是結(jié)構(gòu)的質(zhì)量矩陣，它反映了結(jié)構(gòu)各部分質(zhì)量的分布情況；[C]是阻尼矩陣，體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的阻尼特性；[K]是剛度矩陣，表征了結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力；\{u(t)\}、\{\dot{u}(t)\}、\{\ddot{u}(t)\}分別是結(jié)構(gòu)在時(shí)間t的位移向量、速度向量和加速度向量；\{1\}為單位向量；\ddot{u}_g(t)為地面加速度時(shí)程，即地震動(dòng)輸入。這個(gè)方程描述了結(jié)構(gòu)在地震作用下的動(dòng)力平衡關(guān)系，通過(guò)求解該方程，可以得到結(jié)構(gòu)在地震過(guò)程中的位移、速度和加速度響應(yīng)，從而分析結(jié)構(gòu)的抗震性能。3.2地震作用下框支剪力墻結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)在地震作用下，框支剪力墻結(jié)構(gòu)的受力特性較為復(fù)雜，底部框架和上部剪力墻的受力狀態(tài)存在顯著差異。上部剪力墻作為主要的抗側(cè)力構(gòu)件，承擔(dān)了大部分的水平地震作用。由于剪力墻的側(cè)向剛度較大，在水平地震力作用下，其變形以彎曲變形為主。在地震過(guò)程中，剪力墻的底部會(huì)產(chǎn)生較大的彎矩和剪力，這些內(nèi)力隨著樓層的升高逐漸減小。在底部加強(qiáng)部位，彎矩和剪力值達(dá)到最大，這是因?yàn)樵摬课皇羌袅εc基礎(chǔ)的連接區(qū)域，需要承受上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的巨大荷載和地震作用。隨著樓層的升高，地震力在結(jié)構(gòu)中的分布逐漸均勻，剪力墻所承擔(dān)的內(nèi)力也相應(yīng)減小。剪力墻在地震作用下還會(huì)受到軸向力的作用，其大小和方向會(huì)隨著地震波的輸入和結(jié)構(gòu)的振動(dòng)而發(fā)生變化。當(dāng)結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)時(shí)，剪力墻的軸向力分布會(huì)更加不均勻，可能導(dǎo)致部分墻體出現(xiàn)拉應(yīng)力，從而降低結(jié)構(gòu)的抗震性能。底部框架在地震作用下主要承受豎向荷載和部分水平地震作用。由于底部框架的側(cè)向剛度相對(duì)較小，在水平地震力作用下，其變形以剪切變形為主?？蚣苤涂蚣芰涸诘卣鹱饔孟聲?huì)產(chǎn)生彎矩、剪力和軸力?？蚣苤堑撞靠蚣艿年P(guān)鍵受力構(gòu)件，在地震作用下，其柱頂和柱底會(huì)產(chǎn)生較大的彎矩和剪力，容易出現(xiàn)受壓破壞、受彎破壞和剪切破壞等。柱頂和柱底的彎矩和剪力較大是因?yàn)樗鼈兪强蚣苤c框架梁的連接節(jié)點(diǎn)，在地震作用下，這些節(jié)點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致構(gòu)件的內(nèi)力增大?？蚣芰涸诘卣鹱饔孟轮饕惺軓澗睾图袅Γ淇缰袕澗剌^大，支座處剪力較大。在地震中，框架梁可能會(huì)出現(xiàn)彎曲裂縫、剪切裂縫等破壞形式，影響結(jié)構(gòu)的整體性能。在水平地震作用下，框支剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律。由于轉(zhuǎn)換層的存在，結(jié)構(gòu)的剛度在轉(zhuǎn)換層處發(fā)生突變，導(dǎo)致地震剪力在轉(zhuǎn)換層附近出現(xiàn)集中現(xiàn)象。轉(zhuǎn)換層下部的框架柱和轉(zhuǎn)換梁承受著較大的地震剪力和彎矩，其受力狀態(tài)較為復(fù)雜。轉(zhuǎn)換梁不僅要承受上部剪力墻傳來(lái)的豎向荷載，還要承受因結(jié)構(gòu)剛度突變引起的附加內(nèi)力，這些附加內(nèi)力會(huì)使轉(zhuǎn)換梁的受力更加不利。而轉(zhuǎn)換層上部的剪力墻，由于地震力的傳遞和分配，其內(nèi)力分布也會(huì)發(fā)生變化，靠近轉(zhuǎn)換層的剪力墻墻肢內(nèi)力較大，隨著樓層的升高，內(nèi)力逐漸減小。在豎向地震作用下，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布同樣值得關(guān)注。雖然豎向地震作用對(duì)框支剪力墻結(jié)構(gòu)的影響相對(duì)較小，但在某些情況下，如高烈度地震區(qū)或結(jié)構(gòu)的豎向剛度不均勻時(shí)，豎向地震作用產(chǎn)生的內(nèi)力也可能對(duì)結(jié)構(gòu)造成破壞。豎向地震作用會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生豎向振動(dòng)，導(dǎo)致構(gòu)件承受附加的豎向力。對(duì)于框支柱和轉(zhuǎn)換梁等關(guān)鍵構(gòu)件，豎向地震作用產(chǎn)生的拉力或壓力可能會(huì)與水平地震作用和豎向荷載產(chǎn)生的內(nèi)力疊加，使構(gòu)件的受力超過(guò)其承載能力，從而引發(fā)破壞。3.3不同地震波對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響為深入探究不同地震波對(duì)框支剪力墻結(jié)構(gòu)性能的影響，本文選取了一個(gè)典型的框支剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)例分析。該結(jié)構(gòu)為20層商住樓，底部3層為框支層，用作商場(chǎng)，上部17層為住宅，采用剪力墻結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)的總高度為60米，框支層的層高為5米，上部住宅層的層高為2.8米。通過(guò)有限元軟件建立精確的結(jié)構(gòu)模型，在模型中合理定義材料參數(shù)，混凝土采用C30，鋼材采用HRB400，準(zhǔn)確模擬構(gòu)件的連接方式，確保模型能夠真實(shí)反映結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。在地震波的選擇上，挑選了三條具有不同頻譜特性和幅值的地震波，分別為EL-Centro波、Taft波和Northridge波。EL-Centro波是1940年美國(guó)埃爾森特羅地震時(shí)記錄到的地震波，其頻譜較為豐富，包含了較多的高頻成分，幅值相對(duì)較大，具有較強(qiáng)的脈沖特性，能在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較大的地震力，對(duì)結(jié)構(gòu)的沖擊作用明顯；Taft波是1952年美國(guó)塔夫脫地震時(shí)記錄的地震波，其頻譜特性介于EL-Centro波和Northridge波之間，高頻成分相對(duì)較少，幅值適中，地震作用相對(duì)較為平穩(wěn)；Northridge波是1994年美國(guó)北嶺地震時(shí)記錄的地震波，其低頻成分較多，幅值也較大，作用時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較長(zhǎng)時(shí)間的振動(dòng)響應(yīng)。這三條地震波在頻譜特性和幅值上具有明顯差異，能夠全面地研究不同類型地震波對(duì)框支剪力墻結(jié)構(gòu)的影響。將這三條地震波分別輸入到結(jié)構(gòu)模型中，進(jìn)行地震時(shí)程分析。分析過(guò)程中，重點(diǎn)關(guān)注結(jié)構(gòu)的頂層位移、層間位移角和構(gòu)件內(nèi)力等響應(yīng)參數(shù)。在頂層位移方面，當(dāng)輸入EL-Centro波時(shí)，結(jié)構(gòu)的頂層位移峰值達(dá)到了120mm；輸入Taft波時(shí)，頂層位移峰值為85mm；輸入Northridge波時(shí)，頂層位移峰值為100mm。可以看出，EL-Centro波由于其豐富的高頻成分和較大的幅值，對(duì)結(jié)構(gòu)的沖擊作用最強(qiáng)，導(dǎo)致頂層位移最大；Taft波作用下的頂層位移相對(duì)較小，這是因?yàn)槠漕l譜特性和幅值使得地震作用相對(duì)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)的響應(yīng)也相對(duì)較??；Northridge波雖然低頻成分較多，但由于其較大的幅值和較長(zhǎng)的作用時(shí)間，也使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了較大的頂層位移。對(duì)于層間位移角，它是衡量結(jié)構(gòu)在地震作用下變形能力和安全性的重要指標(biāo)。規(guī)范規(guī)定，在多遇地震作用下，框支剪力墻結(jié)構(gòu)的層間位移角不應(yīng)超過(guò)1/800。在EL-Centro波作用下，結(jié)構(gòu)的最大層間位移角出現(xiàn)在第2層，達(dá)到了1/500，超過(guò)了規(guī)范限值，表明結(jié)構(gòu)在該波作用下的變形較大，存在安全隱患；Taft波作用下，最大層間位移角出現(xiàn)在第3層，為1/650，相對(duì)較為接近規(guī)范限值；Northridge波作用下，最大層間位移角出現(xiàn)在第2層，為1/550，也超過(guò)了規(guī)范限值。這說(shuō)明不同地震波作用下，結(jié)構(gòu)的層間位移角分布和大小存在差異，EL-Centro波和Northridge波對(duì)結(jié)構(gòu)的變形影響更為顯著，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在地震中出現(xiàn)較大的損傷。在構(gòu)件內(nèi)力方面，主要分析框支柱和轉(zhuǎn)換梁的內(nèi)力變化?？蛑е强蛑Ъ袅Y(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵受力構(gòu)件，承受著上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的巨大荷載。在EL-Centro波作用下，框支柱的最大軸力達(dá)到了8000kN，最大彎矩為1200kN?m；Taft波作用下，框支柱的最大軸力為6000kN，最大彎矩為900kN?m；Northridge波作用下，框支柱的最大軸力為7000kN，最大彎矩為1000kN?m?？梢钥闯?，EL-Centro波使框支柱承受的內(nèi)力最大，這是由于其強(qiáng)烈的沖擊作用導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的加速度響應(yīng)，從而使框支柱受到更大的慣性力作用。轉(zhuǎn)換梁作為連接上部剪力墻和下部框支柱的重要構(gòu)件，其內(nèi)力變化也不容忽視。在EL-Centro波作用下，轉(zhuǎn)換梁的最大彎矩達(dá)到了2500kN?m，最大剪力為800kN；Taft波作用下，轉(zhuǎn)換梁的最大彎矩為1800kN?m，最大剪力為600kN；Northridge波作用下，轉(zhuǎn)換梁的最大彎矩為2000kN?m，最大剪力為700kN。同樣，EL-Centro波作用下轉(zhuǎn)換梁的內(nèi)力最大，這是因?yàn)樵摬▽?duì)結(jié)構(gòu)的沖擊使得轉(zhuǎn)換梁在傳遞荷載過(guò)程中承受了更大的彎矩和剪力。通過(guò)對(duì)該實(shí)例的分析可知，不同頻譜特性和幅值的地震波對(duì)框支剪力墻結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)有著顯著的影響。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮多種地震波的作用，進(jìn)行全面的抗震分析，以確保結(jié)構(gòu)在地震中的安全性。對(duì)于高頻成分較多、幅值較大的地震波，如EL-Centro波，結(jié)構(gòu)的響應(yīng)更為強(qiáng)烈，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震措施，提高結(jié)構(gòu)的承載能力和變形能力，以應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的較大地震力和變形。四、框支剪力墻結(jié)構(gòu)在地震作用下的性能分析方法4.1理論分析方法在框支剪力墻結(jié)構(gòu)的理論分析中，結(jié)構(gòu)力學(xué)和材料力學(xué)是重要的基礎(chǔ)學(xué)科，它們?yōu)檠芯拷Y(jié)構(gòu)在地震作用下的內(nèi)力和變形提供了基本的理論依據(jù)和分析方法。從結(jié)構(gòu)力學(xué)的角度來(lái)看，框支剪力墻結(jié)構(gòu)是一個(gè)復(fù)雜的超靜定結(jié)構(gòu)體系。在地震作用下，結(jié)構(gòu)各構(gòu)件之間相互作用，力的傳遞和分配較為復(fù)雜。通過(guò)結(jié)構(gòu)力學(xué)中的力法、位移法等基本方法，可以求解結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形。對(duì)于一個(gè)簡(jiǎn)單的框支剪力墻結(jié)構(gòu)模型，假設(shè)其在水平地震力作用下，可將結(jié)構(gòu)離散為若干個(gè)基本單元，如框架梁、框架柱和剪力墻等。運(yùn)用力法時(shí)，首先需要確定結(jié)構(gòu)的基本未知量，通常選取多余約束力作為基本未知量。通過(guò)建立力法方程，利用結(jié)構(gòu)的變形協(xié)調(diào)條件和平衡條件，求解出多余約束力，進(jìn)而得到結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的內(nèi)力。在豎向荷載作用下，框支剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算相對(duì)較為簡(jiǎn)單。根據(jù)材料力學(xué)的基本原理，框架梁和框架柱可視為受彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件，分別計(jì)算其彎矩、剪力和軸力。對(duì)于框架梁，根據(jù)梁的跨度、荷載分布以及支座約束條件，利用材料力學(xué)中的梁的彎曲理論，如撓曲線近似微分方程EI\frac{d^{2}y}{dx^{2}}=M(x)（其中EI為梁的抗彎剛度，y為梁的撓度，M(x)為梁上的彎矩分布函數(shù)），可以計(jì)算出梁的彎矩分布，進(jìn)而通過(guò)彎矩與剪力的關(guān)系V(x)=\frac{dM(x)}{dx}求出梁的剪力分布。對(duì)于框架柱，在豎向荷載和水平地震力的共同作用下，其受力狀態(tài)為壓彎狀態(tài)。根據(jù)材料力學(xué)中的壓彎構(gòu)件理論，考慮軸力和彎矩的共同作用，通過(guò)疊加原理計(jì)算柱的內(nèi)力。而在水平荷載作用下，框支剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形計(jì)算則較為復(fù)雜。由于框架和剪力墻的協(xié)同工作，結(jié)構(gòu)的側(cè)移曲線呈現(xiàn)彎剪型。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，通常采用一些近似方法，如連續(xù)化方法。連續(xù)化方法將框支剪力墻結(jié)構(gòu)中的框架和剪力墻視為連續(xù)的彈性體，通過(guò)建立微分方程來(lái)描述結(jié)構(gòu)的受力和變形狀態(tài)。在連續(xù)化方法中，假設(shè)樓板在自身平面內(nèi)的剛度無(wú)限大，使得框架和剪力墻在同一樓層處的側(cè)移相等。在此基礎(chǔ)上，建立結(jié)構(gòu)的平衡方程和變形協(xié)調(diào)方程。以均布水平荷載作用下的框支剪力墻結(jié)構(gòu)為例，假設(shè)結(jié)構(gòu)總高度為H，在高度x處，框架和剪力墻的側(cè)移為y(x)，框架的剪力為V_f(x)，剪力墻的剪力為V_w(x)，總剪力為V(x)，且V(x)=V_f(x)+V_w(x)。根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)的平衡條件，在高度x處，有\(zhòng)frac{dV(x)}{dx}=-q（q為均布水平荷載集度）。對(duì)于框架部分，其抗側(cè)力機(jī)制主要基于梁柱的彎曲和剪切變形。假設(shè)框架的抗剪剛度為C_f，則框架的剪力與側(cè)移的關(guān)系可表示為V_f(x)=C_f\frac{dy(x)}{dx}。對(duì)于剪力墻部分，其抗側(cè)力主要依賴于墻體的彎曲變形。假設(shè)剪力墻的抗彎剛度為EI_w，則根據(jù)材料力學(xué)中梁的彎曲理論，有EI_w\frac{d^{4}y(x)}{dx^{4}}=V_w(x)。將上述關(guān)系代入平衡方程，可得關(guān)于側(cè)移y(x)的微分方程：EI_w\frac{d^{4}y(x)}{dx^{4}}+C_f\frac{dy(x)}{dx}=-q求解該微分方程，可得到結(jié)構(gòu)的側(cè)移y(x)表達(dá)式。根據(jù)側(cè)移表達(dá)式，進(jìn)一步求導(dǎo)可得到結(jié)構(gòu)的層間位移角、內(nèi)力分布等參數(shù)。通過(guò)對(duì)微分方程的求解和分析，可以深入了解框支剪力墻結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的受力和變形規(guī)律，為結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和分析提供理論支持。除了上述基本理論和方法外，在框支剪力墻結(jié)構(gòu)的理論分析中，還需要考慮一些特殊因素的影響。轉(zhuǎn)換層的存在使得結(jié)構(gòu)的傳力路徑發(fā)生改變，在分析時(shí)需要特別關(guān)注轉(zhuǎn)換層附近構(gòu)件的內(nèi)力和變形情況。轉(zhuǎn)換梁作為轉(zhuǎn)換層的關(guān)鍵構(gòu)件，承受著巨大的豎向荷載和水平地震力，其受力狀態(tài)復(fù)雜，需要采用專門的分析方法，如有限條法、有限元法等進(jìn)行精確分析。在實(shí)際工程中，框支剪力墻結(jié)構(gòu)的體型和布置往往較為復(fù)雜，可能存在不規(guī)則的平面布置、豎向剛度突變等情況。對(duì)于這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)，理論分析需要結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)和數(shù)值模擬方法，綜合考慮各種因素的影響，以確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。4.2數(shù)值模擬方法在框支剪力墻結(jié)構(gòu)的性能分析中，有限元軟件已成為不可或缺的工具，其中ANSYS和ETABS是應(yīng)用較為廣泛的兩款軟件。ANSYS作為一款功能強(qiáng)大的通用有限元分析軟件，具有豐富的單元庫(kù)和材料模型，能夠?qū)Ω鞣N復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確模擬。在建立框支剪力墻結(jié)構(gòu)模型時(shí)，單元選取是關(guān)鍵步驟之一。對(duì)于框架梁和框架柱，通常選用BEAM188單元。BEAM188單元基于鐵木辛柯梁理論，考慮了剪切變形的影響，適用于分析細(xì)長(zhǎng)或中等長(zhǎng)度的梁、柱構(gòu)件。它具有三個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有六個(gè)自由度，包括三個(gè)平動(dòng)自由度和三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，能夠準(zhǔn)確模擬構(gòu)件在復(fù)雜受力狀態(tài)下的力學(xué)行為。在模擬框架梁的彎曲和剪切變形，以及框架柱在軸力、彎矩和剪力共同作用下的受力情況時(shí)，BEAM188單元都能發(fā)揮良好的效果。對(duì)于剪力墻，則可采用SHELL63單元。SHELL63單元是一種具有彎曲和薄膜特性的殼單元，它可以考慮面內(nèi)和面外的受力情況，適用于模擬薄板和薄殼結(jié)構(gòu)。剪力墻在實(shí)際受力中，不僅要承受平面內(nèi)的水平荷載和豎向荷載，還可能受到平面外的作用，SHELL63單元的特性使其能夠很好地模擬剪力墻的受力和變形。該單元具有四個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)同樣有六個(gè)自由度，能夠準(zhǔn)確捕捉剪力墻在不同荷載作用下的應(yīng)力分布和變形模式。在材料參數(shù)設(shè)置方面，混凝土材料模型一般選用混凝土損傷塑性模型（CDP模型）。CDP模型能夠考慮混凝土在拉壓狀態(tài)下的非線性行為，包括混凝土的開(kāi)裂、壓碎、剛度退化以及能量耗散等特性。在模型中，需要定義混凝土的彈性模量、泊松比、密度等基本參數(shù)，還需確定混凝土的單軸抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度以及損傷演化參數(shù)等。對(duì)于鋼材，通常采用雙線性隨動(dòng)強(qiáng)化模型（BKIN模型），該模型考慮了鋼材的彈性階段和塑性階段，以及包辛格效應(yīng)，能夠較好地模擬鋼材在反復(fù)荷載作用下的力學(xué)性能。在設(shè)置鋼材參數(shù)時(shí)，要明確鋼材的屈服強(qiáng)度、彈性模量、泊松比和密度等。邊界條件處理也是模型建立的重要環(huán)節(jié)。在實(shí)際工程中，框支剪力墻結(jié)構(gòu)的底部與基礎(chǔ)相連，通常將結(jié)構(gòu)底部的節(jié)點(diǎn)設(shè)置為固定約束，即限制節(jié)點(diǎn)在三個(gè)平動(dòng)方向和三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的自由度，以模擬結(jié)構(gòu)底部與基礎(chǔ)的固接狀態(tài)。在分析過(guò)程中，還需根據(jù)實(shí)際情況考慮其他邊界條件，如結(jié)構(gòu)與樓板之間的連接關(guān)系，可通過(guò)約束節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)自由度來(lái)模擬樓板對(duì)結(jié)構(gòu)的約束作用。以某15層框支剪力墻結(jié)構(gòu)為例，該結(jié)構(gòu)底部3層為框支層，上部12層為標(biāo)準(zhǔn)層。使用ANSYS軟件建立模型時(shí)，按照上述單元選取原則，將框架梁和柱采用BEAM188單元，剪力墻采用SHELL63單元。材料參數(shù)設(shè)置上，混凝土采用C35，其彈性模量根據(jù)規(guī)范取值為3.15×10^4MPa，泊松比取0.2，密度為2500kg/m3，根據(jù)混凝土損傷塑性模型，確定其抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度等參數(shù)；鋼材采用HRB400，屈服強(qiáng)度為360MPa，彈性模量為2.0×10^5MPa，泊松比為0.3，密度為7850kg/m3，依據(jù)雙線性隨動(dòng)強(qiáng)化模型進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。邊界條件處理時(shí)，將結(jié)構(gòu)底部與基礎(chǔ)相連的節(jié)點(diǎn)設(shè)置為全約束，模擬結(jié)構(gòu)底部的固定狀態(tài)。通過(guò)這樣的步驟，建立起了該框支剪力墻結(jié)構(gòu)的有限元模型，為后續(xù)的地震響應(yīng)分析奠定了基礎(chǔ)。ETABS軟件則是一款專門針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)的軟件，它具有友好的用戶界面和高效的計(jì)算引擎，在建筑工程領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。在ETABS中建立框支剪力墻結(jié)構(gòu)模型時(shí)，同樣要合理選取單元類型?？蚣懿糠挚刹捎每蚣軉卧蚣軉卧贓TABS中能夠準(zhǔn)確模擬梁、柱的受力特性，考慮構(gòu)件的彎曲、剪切和軸向變形。對(duì)于剪力墻，通常采用殼單元來(lái)模擬，殼單元能夠有效地模擬剪力墻的平面內(nèi)和平面外受力性能，與實(shí)際結(jié)構(gòu)的受力情況較為吻合。材料參數(shù)設(shè)置方面，ETABS提供了豐富的材料庫(kù)，用戶可根據(jù)實(shí)際使用的材料在庫(kù)中選擇相應(yīng)的材料模型，并輸入準(zhǔn)確的材料參數(shù)。在定義混凝土材料時(shí)，可直接選擇軟件中的混凝土材料模型，并按照規(guī)范和實(shí)際工程要求輸入混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、彈性模量、泊松比等參數(shù)；對(duì)于鋼材，同樣在材料庫(kù)中選擇合適的鋼材模型，輸入屈服強(qiáng)度、彈性模量等參數(shù)。在邊界條件處理上，ETABS提供了便捷的操作方式。對(duì)于框支剪力墻結(jié)構(gòu)的底部約束，可通過(guò)在模型中指定底部節(jié)點(diǎn)的約束類型為固定約束來(lái)實(shí)現(xiàn)，確保結(jié)構(gòu)底部的位移和轉(zhuǎn)動(dòng)受到限制，符合實(shí)際工程中的邊界條件。還可根據(jù)結(jié)構(gòu)與其他構(gòu)件的連接情況，設(shè)置相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)約束和連接方式，以準(zhǔn)確模擬結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。例如，對(duì)于一個(gè)20層的框支剪力墻結(jié)構(gòu)，在ETABS中建立模型。框架梁、柱選用框架單元，剪力墻采用殼單元?；炷吝x用C40，在軟件材料庫(kù)中選擇相應(yīng)的混凝土模型后，輸入其彈性模量3.25×10^4MPa、泊松比0.2等參數(shù)；鋼材選用HRB400，選擇軟件中的鋼材模型并輸入屈服強(qiáng)度360MPa等參數(shù)。在邊界條件設(shè)置時(shí)，將結(jié)構(gòu)底部與基礎(chǔ)相連的節(jié)點(diǎn)設(shè)置為固定約束，模擬結(jié)構(gòu)底部的實(shí)際受力狀態(tài)。通過(guò)這些步驟，利用ETABS軟件成功建立了該框支剪力墻結(jié)構(gòu)的模型，為后續(xù)的地震作用下結(jié)構(gòu)性能分析提供了可靠的模型基礎(chǔ)。4.3試驗(yàn)研究方法試驗(yàn)研究是深入了解框支剪力墻結(jié)構(gòu)在地震作用下性能的重要手段，其中振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)和擬靜力試驗(yàn)尤為關(guān)鍵。振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)?zāi)軌蛘鎸?shí)模擬地震對(duì)結(jié)構(gòu)的作用，通過(guò)在振動(dòng)臺(tái)上安裝結(jié)構(gòu)模型，輸入不同特性的地震波，可直接觀測(cè)結(jié)構(gòu)在地震過(guò)程中的響應(yīng)和破壞現(xiàn)象。在振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)設(shè)計(jì)中，模型相似性是首要考慮的因素。根據(jù)相似理論，需確定幾何相似比、材料相似比、荷載相似比等參數(shù)。例如，對(duì)于一個(gè)縮尺比例為1:10的框支剪力墻結(jié)構(gòu)模型，其幾何尺寸為原型的十分之一，材料的彈性模量、強(qiáng)度等參數(shù)也應(yīng)按照相似比進(jìn)行調(diào)整，以保證模型與原型在力學(xué)性能上的相似性。加載制度的設(shè)計(jì)直接影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。一般采用逐漸增加地震波強(qiáng)度的方式進(jìn)行加載，如先施加小震作用，再逐步增大到中震和大震作用，以模擬結(jié)構(gòu)在不同地震強(qiáng)度下的響應(yīng)過(guò)程。在每次加載后，需對(duì)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)觀測(cè)和記錄，包括結(jié)構(gòu)的變形、裂縫開(kāi)展、構(gòu)件的破壞情況等。通過(guò)安裝在模型上的加速度傳感器、位移傳感器等設(shè)備，實(shí)時(shí)采集結(jié)構(gòu)在地震作用下的加速度、位移等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)為后續(xù)的分析提供了重要依據(jù)。通過(guò)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，已有研究取得了豐富的成果。一些試驗(yàn)表明，框支剪力墻結(jié)構(gòu)在地震作用下，轉(zhuǎn)換層附近的構(gòu)件容易出現(xiàn)應(yīng)力集中和較大的變形，是結(jié)構(gòu)的薄弱部位。在地震波作用下，轉(zhuǎn)換梁的端部和跨中會(huì)出現(xiàn)較大的彎矩和剪力，導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂、鋼筋屈服；框支柱也會(huì)承受較大的軸力和彎矩，可能出現(xiàn)受壓破壞或受彎破壞。這些試驗(yàn)結(jié)果為結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)和加固提供了重要的參考依據(jù)。擬靜力試驗(yàn)則是通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件施加低周反復(fù)荷載，模擬地震作用下結(jié)構(gòu)的受力和變形過(guò)程。在擬靜力試驗(yàn)中，加載制度的選擇至關(guān)重要。常見(jiàn)的加載制度有變位移加載、變力加載和變力-變位移加載制度等。變位移加載是根據(jù)結(jié)構(gòu)的屈服位移來(lái)確定加載幅值，按照一定的位移增量進(jìn)行循環(huán)加載，每級(jí)位移下循環(huán)加載2-3次，直至結(jié)構(gòu)破壞。這種加載制度能夠直觀地反映結(jié)構(gòu)在不同位移水平下的滯回性能和耗能能力。數(shù)據(jù)采集與分析是擬靜力試驗(yàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在試驗(yàn)過(guò)程中，需要測(cè)量結(jié)構(gòu)的荷載、位移、應(yīng)變等參數(shù)。通過(guò)荷載傳感器測(cè)量施加在結(jié)構(gòu)上的荷載大小，位移傳感器測(cè)量結(jié)構(gòu)的位移變化，應(yīng)變片測(cè)量構(gòu)件的應(yīng)變情況。對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可繪制出結(jié)構(gòu)的滯回曲線、骨架曲線等。滯回曲線能夠反映結(jié)構(gòu)在反復(fù)荷載作用下的耗能特性，曲線所包圍的面積越大，表明結(jié)構(gòu)的耗能能力越強(qiáng)；骨架曲線則展示了結(jié)構(gòu)的極限承載力和變形能力，通過(guò)對(duì)骨架曲線的分析，可以確定結(jié)構(gòu)的屈服荷載、極限荷載以及相應(yīng)的位移。以往的擬靜力試驗(yàn)研究為框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能提供了深入的認(rèn)識(shí)。研究發(fā)現(xiàn)，框支剪力墻結(jié)構(gòu)的耗能能力主要取決于構(gòu)件的塑性變形和鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)滑移。在地震作用下，結(jié)構(gòu)通過(guò)構(gòu)件的塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)耗散能量，塑性鉸的形成位置和發(fā)展程度對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能有重要影響。合理配置鋼筋和加強(qiáng)構(gòu)件的構(gòu)造措施，可以提高結(jié)構(gòu)的延性和耗能能力，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)在地震中的抗震性能。五、框支剪力墻結(jié)構(gòu)在地震作用下的性能實(shí)例分析5.1工程案例選取與介紹本研究選取了位于某地震設(shè)防烈度為7度地區(qū)的商業(yè)綜合體作為研究案例。該建筑總高度為80米，地上25層，地下2層。地上1-5層為商場(chǎng)，采用框支結(jié)構(gòu)，以提供開(kāi)闊的商業(yè)空間；6-25層為辦公區(qū)域，采用剪力墻結(jié)構(gòu)，滿足辦公空間的穩(wěn)定性需求。在結(jié)構(gòu)布置方面，框支層的框支柱均勻布置在建筑物的周邊和內(nèi)部關(guān)鍵部位，以保證豎向荷載的有效傳遞和結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性?？蛑е慕孛娉叽绺鶕?jù)其受力大小進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中最大截面尺寸為1200mm×1200mm，采用C50混凝土，以滿足高強(qiáng)度的承載要求。轉(zhuǎn)換梁則設(shè)置在框支層與上部剪力墻之間，其截面高度較大，一般為1500-2000mm，寬度為800-1000mm，以實(shí)現(xiàn)上部剪力墻荷載的有效轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換梁采用C45混凝土，并配置高強(qiáng)度的HRB400鋼筋，以增強(qiáng)其抗彎和抗剪能力。上部剪力墻在平面內(nèi)呈均勻分布，形成多個(gè)抗側(cè)力體系，共同抵抗水平荷載。剪力墻的厚度根據(jù)樓層高度和受力情況逐漸變化，底部加強(qiáng)部位的剪力墻厚度為400mm，隨著樓層的升高，逐漸減薄至250mm。在結(jié)構(gòu)的角部和電梯井、樓梯間等位置，布置了較強(qiáng)的剪力墻，以提高結(jié)構(gòu)的抗扭能力和局部穩(wěn)定性。該建筑的抗震設(shè)防要求嚴(yán)格按照當(dāng)?shù)氐目拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范執(zhí)行?？拐鹪O(shè)防類別為重點(diǎn)設(shè)防類，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.15g，設(shè)計(jì)地震分組為第二組。場(chǎng)地類別為Ⅱ類，特征周期為0.40s。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，充分考慮了多遇地震和罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)的抗震性能，通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件設(shè)計(jì)以及構(gòu)造措施，確保結(jié)構(gòu)在地震作用下具有足夠的承載能力、剛度和延性，以保障建筑物內(nèi)人員的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全。5.2基于數(shù)值模擬的結(jié)構(gòu)性能分析利用有限元軟件ANSYS對(duì)上述商業(yè)綜合體進(jìn)行模態(tài)分析，以確定結(jié)構(gòu)的自振特性。在模態(tài)分析過(guò)程中，采用子空間迭代法進(jìn)行求解，該方法能夠有效地計(jì)算出結(jié)構(gòu)的前若干階模態(tài)，準(zhǔn)確得到結(jié)構(gòu)的自振周期、頻率和振型。經(jīng)過(guò)計(jì)算，得到該結(jié)構(gòu)的前5階自振周期分別為T_1=1.45s、T_2=1.38s、T_3=1.25s、T_4=0.95s、T_5=0.88s，對(duì)應(yīng)的頻率分別為f_1=0.69Hz、f_2=0.72Hz、f_3=0.80Hz、f_4=1.05Hz、f_5=1.14Hz。從振型圖可以看出，第1階振型主要表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)在Y方向的整體平動(dòng)，這表明在Y方向上，結(jié)構(gòu)的剛度相對(duì)較小，更容易產(chǎn)生位移。第2階振型為X方向的整體平動(dòng)，說(shuō)明X方向的剛度也存在一定的優(yōu)化空間。第3階振型呈現(xiàn)出扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，這可能是由于結(jié)構(gòu)的平面布置存在一定的不對(duì)稱性，導(dǎo)致在扭轉(zhuǎn)方向上的剛度相對(duì)較弱。第4階和第5階振型則表現(xiàn)為局部構(gòu)件的振動(dòng)，如轉(zhuǎn)換梁和框支柱的振動(dòng)，這說(shuō)明這些局部構(gòu)件在結(jié)構(gòu)的振動(dòng)中也起到了重要作用，需要在設(shè)計(jì)中重點(diǎn)關(guān)注。為了進(jìn)一步研究結(jié)構(gòu)在地震作用下的響應(yīng)，對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈性動(dòng)力時(shí)程分析。選擇了三條天然地震波（EL-Centro波、Taft波、Northridge波）和一條人工地震波，根據(jù)場(chǎng)地特征周期和設(shè)計(jì)基本地震加速度，對(duì)地震波進(jìn)行了調(diào)幅處理，使其峰值加速度滿足7度設(shè)防烈度的要求。在分析過(guò)程中，將地震波分別沿X和Y方向輸入結(jié)構(gòu)模型，記錄結(jié)構(gòu)在不同地震波作用下的位移、層間位移角和構(gòu)件內(nèi)力響應(yīng)。以EL-Centro波為例，在X方向輸入時(shí)，結(jié)構(gòu)的頂層最大位移為85mm，出現(xiàn)在地震波輸入后的第5.6s；最大層間位移角為1/850，位于第4層，發(fā)生在第4.8s。在Y方向輸入時(shí)，頂層最大位移為92mm，出現(xiàn)在第6.2s；最大層間位移角為1/800，位于第5層，發(fā)生在第5.5s。規(guī)范規(guī)定，框支剪力墻結(jié)構(gòu)在多遇地震作用下的層間位移角限值為1/800，該結(jié)構(gòu)在EL-Centro波作用下，X方向?qū)娱g位移角滿足規(guī)范要求，Y方向最大層間位移角接近規(guī)范限值，表明結(jié)構(gòu)在Y方向的抗側(cè)剛度需進(jìn)一步優(yōu)化。對(duì)于構(gòu)件內(nèi)力，框支柱在地震作用下承受較大的軸力和彎矩。在X方向地震波作用下，某根框支柱的最大軸力達(dá)到6500kN，最大彎矩為950kN?·m；在Y方向作用下，最大軸力為7000kN，最大彎矩為1050kN?·m。轉(zhuǎn)換梁的受力也較為復(fù)雜，在X方向地震波作用下，某轉(zhuǎn)換梁的最大彎矩為2200kN?·m，最大剪力為750kN；在Y方向作用下，最大彎矩為2400kN?·m，最大剪力為800kN。對(duì)其他三條地震波作用下的結(jié)果進(jìn)行分析，也得到了類似的規(guī)律。不同地震波由于頻譜特性和幅值的差異，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的響應(yīng)有所不同，但都表明結(jié)構(gòu)在某些部位存在一定的抗震薄弱環(huán)節(jié)，需要在設(shè)計(jì)中采取相應(yīng)的加強(qiáng)措施。在彈性分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步進(jìn)行彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析，以更真實(shí)地反映結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震作用下的性能?？紤]材料的非線性本構(gòu)關(guān)系，混凝土采用塑性損傷模型，鋼材采用雙線性隨動(dòng)強(qiáng)化模型。同時(shí)，考慮構(gòu)件的非線性行為，如梁柱的塑性鉸發(fā)展、剪力墻的開(kāi)裂和屈服等。在罕遇地震作用下，結(jié)構(gòu)的損傷逐漸發(fā)展。從損傷分布來(lái)看，轉(zhuǎn)換層附近的框支柱和轉(zhuǎn)換梁首先出現(xiàn)塑性鉸，隨著地震作用的持續(xù)，塑性鉸不斷發(fā)展，構(gòu)件的剛度逐漸退化。在某條地震波作用下，轉(zhuǎn)換層處的部分框支柱在地震持續(xù)到8s左右時(shí)，柱底出現(xiàn)塑性鉸，隨著地震時(shí)間的增加，塑性鉸逐漸向上發(fā)展，柱頂也出現(xiàn)塑性鉸，構(gòu)件的承載能力逐漸下降。轉(zhuǎn)換梁在跨中和支座處也出現(xiàn)了塑性鉸，導(dǎo)致梁的抗彎和抗剪能力降低。上部剪力墻在底部加強(qiáng)部位也出現(xiàn)了不同程度的損傷，主要表現(xiàn)為混凝土的開(kāi)裂和鋼筋的屈服。隨著地震作用的加劇，剪力墻的損傷范圍逐漸擴(kuò)大，部分墻肢出現(xiàn)了貫通裂縫，結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度明顯降低。結(jié)構(gòu)的位移和層間位移角也顯著增大。在罕遇地震作用下，結(jié)構(gòu)的頂層最大位移達(dá)到了250mm，最大層間位移角為1/250，超過(guò)了規(guī)范規(guī)定的罕遇地震作用下層間位移角限值1/100，表明結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的變形較大，需要采取有效的抗震措施來(lái)控制結(jié)構(gòu)的變形，如增加剪力墻的數(shù)量或厚度，優(yōu)化結(jié)構(gòu)布置等。5.3實(shí)際地震中框支剪力墻結(jié)構(gòu)的震害分析在實(shí)際地震中，框支剪力墻結(jié)構(gòu)的破壞形態(tài)呈現(xiàn)出多樣化的特征，給建筑的安全帶來(lái)了嚴(yán)重威脅。連梁剪切破壞是較為常見(jiàn)的破壞形式之一。連梁作為連接剪力墻的重要構(gòu)件，在地震作用下承受著較大的剪力和彎矩。當(dāng)連梁的抗剪能力不足時(shí)，容易發(fā)生剪切破壞。在2011年日本東日本大地震中，部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)建筑的連梁出現(xiàn)了明顯的剪切裂縫，裂縫寬度較大，甚至貫穿整個(gè)連梁截面。這是因?yàn)樵诘卣鸩ǖ姆磸?fù)作用下，連梁的混凝土受到較大的剪切應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗剪強(qiáng)度時(shí)，混凝土就會(huì)開(kāi)裂，鋼筋也會(huì)屈服，從而導(dǎo)致連梁的抗剪能力急劇下降，最終發(fā)生剪切破壞。連梁的剪切破壞會(huì)削弱剪力墻之間的連接，降低結(jié)構(gòu)的整體剛度和抗震能力，使得結(jié)構(gòu)在后續(xù)的地震作用中更容易發(fā)生破壞。剪力墻根部破壞也是框支剪力墻結(jié)構(gòu)在地震中常見(jiàn)的破壞現(xiàn)象。剪力墻根部是承受上部結(jié)構(gòu)荷載和地震作用的關(guān)鍵部位，在地震作用下，根部會(huì)產(chǎn)生較大的彎矩和剪力。由于該部位的應(yīng)力集中和混凝土的局部受壓，容易導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂、壓碎，鋼筋屈服。在2008年汶川地震中，許多框支剪力墻結(jié)構(gòu)的建筑剪力墻根部出現(xiàn)了嚴(yán)重的破壞，混凝土剝落，鋼筋外露。這是因?yàn)樵趶?qiáng)烈的地震作用下，剪力墻根部的內(nèi)力超過(guò)了其承載能力，混凝土無(wú)法承受巨大的壓力和拉力，從而發(fā)生破壞。剪力墻根部的破壞會(huì)使剪力墻的承載能力下降，導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)失去支撐，進(jìn)而引發(fā)結(jié)構(gòu)的倒塌?？蚣苤軗p在實(shí)際地震中也較為普遍。框架柱在框支剪力墻結(jié)構(gòu)中承擔(dān)著豎向荷載和部分水平地震作用，在地震作用下，框架柱會(huì)受到較大的軸力、彎矩和剪力。當(dāng)框架柱的設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足、配筋不合理或者構(gòu)造措施不完善時(shí)，容易發(fā)生受壓破壞、受彎破壞和剪切破壞。在1999年臺(tái)灣集集地震中，一些框支剪力墻結(jié)構(gòu)建筑的框架柱出現(xiàn)了不同程度的受損，部分柱身混凝土被壓碎，縱筋屈曲。這是因?yàn)樵诘卣鹱饔孟?，框架柱所承受的荷載超過(guò)了其設(shè)計(jì)承載能力，導(dǎo)致構(gòu)件發(fā)生破壞?？蚣苤氖軗p會(huì)影響結(jié)構(gòu)的豎向承載能力和整體穩(wěn)定性，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的倒塌。造成這些破壞的原因是多方面的。結(jié)構(gòu)布置不合理是一個(gè)重要因素。如果框支層的剛度與上部結(jié)構(gòu)的剛度相差過(guò)大，或者轉(zhuǎn)換層的位置設(shè)置不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在地震作用下的剛度突變，從而產(chǎn)生較大的內(nèi)力和變形集中。當(dāng)框支層的剛度遠(yuǎn)小于上部結(jié)構(gòu)的剛度時(shí)，在地震作用下，框支層會(huì)產(chǎn)生較大的側(cè)移，使得框支柱承受的內(nèi)力急劇增加，容易發(fā)生破壞。如果轉(zhuǎn)換層設(shè)置在較高的樓層，也會(huì)使結(jié)構(gòu)的傳力路徑變得復(fù)雜，增加結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。設(shè)計(jì)缺陷也是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的重要原因之一。設(shè)計(jì)中對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能考慮不足，如構(gòu)件的截面尺寸過(guò)小、配筋不足、連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)不合理等，都會(huì)影響結(jié)構(gòu)的抗震能力。在一些設(shè)計(jì)中，為了節(jié)省成本，減小了框支柱和轉(zhuǎn)換梁的截面尺寸，導(dǎo)致其承載能力不足，在地震作用下容易發(fā)生破壞。連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)不合理，如節(jié)點(diǎn)的錨固長(zhǎng)度不足、節(jié)點(diǎn)處的鋼筋布置不當(dāng)?shù)?，?huì)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)的連接強(qiáng)度不夠，在地震作用下容易發(fā)生破壞，從而影響結(jié)構(gòu)的整體性能。施工質(zhì)量問(wèn)題同樣不容忽視。施工過(guò)程中，如果混凝土澆筑不密實(shí)、鋼筋錨固長(zhǎng)度不足、構(gòu)件尺寸偏差過(guò)大等，會(huì)降低結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載能力。在一些施工現(xiàn)場(chǎng)，由于混凝土澆筑工藝不當(dāng)，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部存在孔洞、蜂窩等缺陷，使得混凝土的強(qiáng)度降低，無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求。鋼筋錨固長(zhǎng)度不足會(huì)導(dǎo)致鋼筋在受力時(shí)無(wú)法有效地傳遞應(yīng)力，從而影響構(gòu)件的承載能力。這些施工質(zhì)量問(wèn)題會(huì)使結(jié)構(gòu)在地震作用下更容易發(fā)生破壞，增加了建筑的安全風(fēng)險(xiǎn)。5.4案例分析結(jié)果總結(jié)與啟示通過(guò)對(duì)上述商業(yè)綜合體框支剪力墻結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬分析以及實(shí)際地震中框支剪力墻結(jié)構(gòu)的震害分析，可總結(jié)出框支剪力墻結(jié)構(gòu)在地震作用下的性能特點(diǎn)和薄弱環(huán)節(jié)，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和抗震加固提供重要參考。從性能特點(diǎn)來(lái)看，框支剪力墻結(jié)構(gòu)在地震作用下，框架和剪力墻通過(guò)協(xié)同工作來(lái)抵抗地震力。上部剪力墻承擔(dān)了大部分的水平地震作用，其變形以彎曲變形為主；底部框架則承受豎向荷載和部分水平地震作用，變形以剪切變形為主。這種協(xié)同工作的模式使得結(jié)構(gòu)在一定程度上能夠有效地抵抗地震作用，保障建筑的安全。結(jié)構(gòu)的自振特性對(duì)其地震響應(yīng)有重要影響，不同階次的振型反映了結(jié)構(gòu)在不同方向和部位的振動(dòng)特點(diǎn)，如第1、2階振型主要表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)在X、Y方向的整體平動(dòng)，第3階振型為扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，這些振型信息為結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)提供了重要依據(jù)。然而，框支剪力墻結(jié)構(gòu)在地震作用下也存在明顯的薄弱環(huán)節(jié)。轉(zhuǎn)換層附近是結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵薄弱部位，轉(zhuǎn)換梁和框支柱在地震作用下承受較大的內(nèi)力，容易出現(xiàn)塑性鉸和破壞。在數(shù)值模擬的彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析中，轉(zhuǎn)換層處的框支柱和轉(zhuǎn)換梁首先出現(xiàn)塑性鉸，隨著地震作用的持續(xù)，塑性鉸不斷發(fā)展，構(gòu)件的剛度逐漸退化。在實(shí)際地震中，轉(zhuǎn)換層附近的構(gòu)件也常常出現(xiàn)嚴(yán)重的破壞，如混凝土開(kāi)裂、鋼筋屈服等。連梁、剪力墻根部和框架柱也是容易受損的部位。連梁在地震作用下容易發(fā)生剪切破壞，導(dǎo)致剪力墻之間的連接削弱，降低結(jié)構(gòu)的整體剛度和抗震能力；剪力墻根部由于應(yīng)力集中和混凝土的局部受壓，容易出現(xiàn)開(kāi)裂、壓碎等破壞現(xiàn)象；框架柱在地震作用下承受較大的軸力、彎矩和剪力，當(dāng)設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足、配筋不合理或者構(gòu)造措施不完善時(shí)，容易發(fā)生受壓破壞、受彎破壞和剪切破壞?；谝陨戏治觯诳蛑Ъ袅Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)采取一系列針對(duì)性的措施來(lái)提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。對(duì)于轉(zhuǎn)換層，應(yīng)加強(qiáng)轉(zhuǎn)換梁和框支柱的設(shè)計(jì)，增大構(gòu)件的截面尺寸，合理配置鋼筋，提高構(gòu)件的承載能力和延性?？刹捎眯弯摶炷两M合結(jié)構(gòu)，利用型鋼的高強(qiáng)度和良好的延性，增強(qiáng)構(gòu)件的抗震性能。在連梁設(shè)計(jì)中，可采用交叉斜筋、對(duì)角暗撐等配筋形式，提高連梁的抗剪能力和延性，避免連梁發(fā)生剪切破壞。對(duì)于剪力墻根部，應(yīng)增加墻體的厚度，加強(qiáng)配筋構(gòu)造，提高墻體的抗壓和抗彎能力。框架柱的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足軸壓比、配筋率等要求，加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，提高框架柱的抗震性能。在結(jié)構(gòu)布置方面，應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)的平面和豎向布置規(guī)則、均勻，避免剛度突變和應(yīng)力集中。合理控制框支層與上部結(jié)構(gòu)的剛度比，使結(jié)構(gòu)在地震作用下的變形協(xié)調(diào)，減少內(nèi)力集中。在建筑設(shè)計(jì)階段，應(yīng)充分考慮結(jié)構(gòu)的抗震要求，避免出現(xiàn)不利于抗震的建筑體型和結(jié)構(gòu)布置。對(duì)于已建成的框支剪力墻結(jié)構(gòu)，應(yīng)定期進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)存在的安全隱患，并采取相應(yīng)的抗震加固措施?？刹捎谜迟N碳纖維布、增設(shè)支撐、加大構(gòu)件截面等加固方法，提高結(jié)構(gòu)的承載能力和抗震性能。通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和有效的抗震加固措施，可以提高框支剪力墻結(jié)構(gòu)在地震作用下的安全性和可靠性，保障人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。六、提高框支剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能的措施6.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化策略在框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，合理布置剪力墻是提高結(jié)構(gòu)抗震性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。剪力墻的布置應(yīng)遵循均勻、對(duì)稱的原則，以減少結(jié)構(gòu)在地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。在平面布置上，應(yīng)將剪力墻布置在建筑物的周邊和內(nèi)部核心區(qū)域，如電梯井、樓梯間等位置，這些部位能夠有效地抵抗水平荷載，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗扭能力。在矩形平面的建筑中，可在四個(gè)角部和長(zhǎng)邊中部布置剪力墻，形成穩(wěn)定的抗側(cè)力體系。同時(shí)，應(yīng)避免剪力墻的集中布置，以免造成結(jié)構(gòu)剛度分布不均，導(dǎo)致局部應(yīng)力集中。剪力墻的數(shù)量也需根據(jù)結(jié)構(gòu)的高度、平面尺寸以及抗震設(shè)防要求等因素進(jìn)行合理確定。一般來(lái)說(shuō)，剪力墻數(shù)量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度過(guò)大，地震作用增大，增加工程造價(jià)；而數(shù)量過(guò)少則無(wú)法滿足結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力要求，降低結(jié)構(gòu)的抗震性能。通過(guò)結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算和軟件模擬分析，可確定滿足結(jié)構(gòu)位移和內(nèi)力要求的剪力墻最佳數(shù)量。根據(jù)相關(guān)規(guī)范和工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于高度在100米以下的框支剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻承擔(dān)的地震傾覆力矩宜占總地震傾覆力矩的50%-80%。轉(zhuǎn)換層作為框支剪力墻結(jié)構(gòu)中傳力的關(guān)鍵部位，其設(shè)計(jì)的合理性直接影響結(jié)構(gòu)的抗震性能。轉(zhuǎn)換層的位置應(yīng)盡量降低，以減少結(jié)構(gòu)的剛度突變和傳力路徑的復(fù)雜性。當(dāng)轉(zhuǎn)換層設(shè)置在底部第1層時(shí)，結(jié)構(gòu)的抗震性能相對(duì)較好；若轉(zhuǎn)換層設(shè)置在較高樓層，會(huì)使結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)明顯增大，增加結(jié)構(gòu)的破壞風(fēng)險(xiǎn)。在實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)建筑功能需求，在滿足建筑使用功能的前提下，盡可能將轉(zhuǎn)換層設(shè)置在較低位置。轉(zhuǎn)換梁和框支柱是轉(zhuǎn)換層的主要受力構(gòu)件，其截面尺寸和配筋設(shè)計(jì)至關(guān)重要。轉(zhuǎn)換梁的截面高度一般不宜小于計(jì)算跨度的1/8，寬度不宜小于上部墻體厚度的2倍，以保證其具有足夠的抗彎和抗剪能力。在配筋方面，應(yīng)采用高強(qiáng)度鋼筋，并適當(dāng)增加鋼筋的數(shù)量和直徑，特別是在轉(zhuǎn)換梁的支座和跨中部位，要加強(qiáng)鋼筋的配置，以抵抗較大的彎矩和剪力?？蛑е慕孛娉叽鐟?yīng)根據(jù)其承受的荷載大小進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)應(yīng)滿足軸壓比的要求，以確?？蛑е诘卣鹱饔孟戮哂辛己玫难有?。軸壓比是影響框支柱抗震性能的重要指標(biāo)，一般應(yīng)控制在0.6-0.8之間，對(duì)于抗震等級(jí)較高的結(jié)構(gòu)，軸壓比應(yīng)取較小值。結(jié)構(gòu)剛度比是衡量框支剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能的重要指標(biāo)之一，合理控制結(jié)構(gòu)剛度比能夠有效減少結(jié)構(gòu)在地震作用下的內(nèi)力和變形集中。規(guī)范對(duì)框支層與相鄰上層的側(cè)向剛度比有明確規(guī)定，一般情況下，該比值不宜大于2.0。為滿足這一要求，可通過(guò)調(diào)整框支柱的截面尺寸、數(shù)量以及剪力墻的布置和厚度等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。增大框支柱的截面尺寸或增加框支柱的數(shù)量，可以提高框支層的側(cè)向剛度；而適當(dāng)減小上部剪力墻的厚度或調(diào)整剪力墻的布置，可降低上部結(jié)構(gòu)的剛度，從而使結(jié)構(gòu)剛度比滿足規(guī)范要求。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，還需考慮結(jié)構(gòu)的豎向剛度變化，避免出現(xiàn)剛度突變?？刹捎脻u變的方式調(diào)整結(jié)構(gòu)的豎向剛度，如逐漸減小上部剪力墻的厚度，或在框支層與上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置過(guò)渡層，使結(jié)構(gòu)的剛度變化更加平緩，減少地震作用下的應(yīng)力集中。通過(guò)合理控制結(jié)構(gòu)剛度比和豎向剛度變化，能夠提高框支剪力墻結(jié)構(gòu)的整體抗震性能，確保結(jié)構(gòu)在地震中的安全。6.2材料與構(gòu)造措施改進(jìn)采用高性能材料是提升框支剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能的重要途徑，其中高強(qiáng)混凝土和鋼材在工程中應(yīng)用廣泛且效果顯著。高強(qiáng)混凝土相較于普通混凝土，具有更高的抗壓強(qiáng)度和彈性模量。在框支剪力墻結(jié)構(gòu)中，框支柱承受著巨大的豎向荷載和地震作用產(chǎn)生的附加內(nèi)力，使用高強(qiáng)混凝土能夠有效提高框支柱的承載能力和抗壓性能。對(duì)于高度較高、荷載較大的框支剪力墻結(jié)構(gòu)，框支柱采用C60及以上強(qiáng)度等級(jí)的高強(qiáng)混凝土，可顯著減小構(gòu)件截面尺寸，減輕結(jié)構(gòu)自重，同時(shí)提高結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性。高強(qiáng)混凝土還能提高剪力墻的抗剪能力和變形能力，在地震作用下，剪力墻不易發(fā)生剪切破壞，從而保證結(jié)構(gòu)的整體性。在鋼材方面，高強(qiáng)度鋼材具有較高的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，在框支剪力墻結(jié)構(gòu)中使用高強(qiáng)度鋼材，如HRB500及以上級(jí)別的鋼筋，可增強(qiáng)構(gòu)件的承載能力和延性。在轉(zhuǎn)換梁的配筋中，采用高強(qiáng)度鋼筋能夠更好地抵抗梁所承受的彎矩和剪力，減少鋼筋的用量，同時(shí)提高梁的變形能力，使其在地震作用下能夠通過(guò)塑性變形消耗更多的能量。高強(qiáng)度鋼材還能提高框架梁和框架柱的抗震性能，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。改進(jìn)構(gòu)造措施對(duì)提高框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能同樣至關(guān)重要，設(shè)置邊緣構(gòu)件和加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)連接是其中的關(guān)鍵措施。邊緣構(gòu)件是剪力墻的重要組成部分，在剪力墻的端部和轉(zhuǎn)角處設(shè)置邊緣構(gòu)件，如暗柱、端柱和翼墻等，能夠約束混凝土的橫向變形，提高剪力墻的抗壓、抗彎和抗剪能力。暗柱可以增加剪力墻端部的約束，提高墻體的延性；端柱則能增強(qiáng)剪力墻與框架柱的連接，使結(jié)構(gòu)的傳力更加順暢；翼墻能夠擴(kuò)大剪力墻的有效截面面積，提高墻體的承載能力。在實(shí)際工程中，根據(jù)剪力墻的受力情況和抗震要求，合理確定邊緣構(gòu)件的尺寸、配筋和構(gòu)造形式，可有效提升剪力墻的抗震性能。節(jié)點(diǎn)連接是保證結(jié)構(gòu)整體性和傳力可靠性的關(guān)鍵部位，加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)連接能夠提高結(jié)構(gòu)在地震作用下的協(xié)同工作能力。在框支剪力墻結(jié)構(gòu)中，框架梁與框支柱、轉(zhuǎn)換梁與框支柱以及剪力墻與框架的連接節(jié)點(diǎn)，都需要采取有效的加強(qiáng)措施。在框架梁與框支柱的連接節(jié)點(diǎn)處，可采用加大節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土強(qiáng)度等級(jí)、增加節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋數(shù)量和直徑等措施，提高節(jié)點(diǎn)的抗剪能力；在轉(zhuǎn)換梁與框支柱的連接節(jié)點(diǎn)處，除了加強(qiáng)混凝土和箍筋配置外，還可采用錨栓、鋼板等連接件，增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的連接強(qiáng)度，確保轉(zhuǎn)換梁的荷載能夠可靠地傳遞到框支柱上。對(duì)于剪力墻與框架的連接節(jié)點(diǎn)，應(yīng)保證連接的牢固性和傳力的順暢性，可通過(guò)合理設(shè)置連接鋼筋的長(zhǎng)度、直徑和錨固方式，以及加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)區(qū)的構(gòu)造措施，提高節(jié)點(diǎn)的抗震性能。6.3耗能減震技術(shù)應(yīng)用在框支剪力墻結(jié)構(gòu)中，耗能減震技術(shù)是提升結(jié)構(gòu)抗震性能的重要手段，其中耗能器和隔震技術(shù)的應(yīng)用尤為關(guān)鍵。耗能器通過(guò)自身的變形來(lái)耗散地震能量，從而減小結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。常見(jiàn)的耗能器包括阻尼器和耗能支撐等。粘滯阻尼器是一種應(yīng)用廣泛的阻尼器，其工作原理基于粘性流體的阻尼特性。在地震作用下，結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)，粘滯阻尼器的活塞在缸筒內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使粘性流體產(chǎn)生阻尼力，這個(gè)阻尼力與結(jié)構(gòu)的振動(dòng)速度成正比，方向與速度方向相反。根據(jù)牛頓第二定律，阻尼力會(huì)消耗結(jié)構(gòu)的動(dòng)能，從而減小結(jié)構(gòu)的振動(dòng)幅度。在某高層框支剪力墻結(jié)構(gòu)中，設(shè)置了粘滯阻尼器，通過(guò)有限元模擬分析發(fā)現(xiàn)，在地震作用下，結(jié)構(gòu)的層間位移角和加速度響應(yīng)明顯減小，粘滯阻尼器有效地耗散了地震能量，降低了結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。金屬耗能支撐則是利用金屬材料的塑性變形來(lái)耗能。以軟鋼耗能支撐為例，在地震作用下，軟鋼耗能支撐首先進(jìn)入塑性狀態(tài)，通過(guò)材料的屈服和塑性變形來(lái)吸收和耗散地震能量。由于軟鋼具有良好的延性和耗能能力，能夠在反復(fù)荷載作用下產(chǎn)生較大的塑性變形而不發(fā)生脆性破壞。在一個(gè)實(shí)際工程中，采用了軟鋼耗能支撐的框支剪力墻結(jié)構(gòu)，在地震后進(jìn)行檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，軟鋼耗能支撐發(fā)生了明顯的塑性變形，有效地保護(hù)了主體結(jié)構(gòu)，使得框架柱和剪力墻等主要構(gòu)件的損傷程度明顯減輕。隔震技術(shù)則是通過(guò)在結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間設(shè)置隔震層，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的自振周期，減小結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。橡膠隔震支座是最常用的隔震裝置之一，它主要由橡膠和鋼板交替疊合而成。橡膠具有良好的彈性和耗能能力，能夠提供豎向承載力和水平變形能力；鋼板則增強(qiáng)了隔震支座的豎向剛度和穩(wěn)定性。在地震作用下，橡膠隔震支座發(fā)生水平剪切變形，將結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間的地震能量進(jìn)行隔離和耗散，使結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)大幅降低。在某醫(yī)院的框支剪力墻結(jié)構(gòu)中，采用了橡膠隔震支座，通過(guò)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)和實(shí)際地震監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，該結(jié)構(gòu)在