研究背景：历次大地震震害调查表明，底部薄弱层钢筋混凝土框架结构地震破坏非常严重，这类结构主要特征是为满足建筑特殊功能需要或使用方便，底部一层设计为较大的空间而较少填充墙，如底层作为大厅、停车场、商店等等，上部采用密集填充墙分隔方案。该类建筑在结构上有一个共同特征，就是底层侧向刚度小于其上部相邻层，而其上部各层侧向刚度相差不大，形成一种“上刚下柔”的结构体系。本文通过振动台试验，对这种底部薄弱层与纯框架结构的抗震性能进行了对比研究，可供钢筋混凝土框架结构抗震设计等工作参考。

研究方法及结果：

1） 为探索填充墙对框架结构屈服机制的影响以及填充墙在竖向不均匀布设导致的薄弱层破坏模式，以玉树地震中某框架结构为原型结构，根据模型试验相似律，设计制作了缩尺比例1:4的三层纯框架模型和二、三层满布填充墙的薄弱底层模型（见图1），并且将两个模型同时放置于振动台，开展了不同水平地震动作用下的振动台对比试验。

2） 根据试验结果，对比分析了两个模型在不同峰值地震动激励作用下的各种反应参数、动力参数演变过程、裂缝开展、屈服机制以及最终破坏形态（见图2）。结果表明：填充墙的设置提高了框架结构的初始刚度和极限刚度，由于竖向填充墙布设不均匀，底部薄弱层在地震作用下易发生破坏，对于结构抗震极为不利。

3） 与纯框架结构相比，底部薄弱层最大层间位移角最大会放大50%左右（见图3），该结果可供框架结构抗震设计与评估参考。

       该成果发表在国际权威期刊《Engineering Structures》（Maosheng Gong, Zhanxuan Zuo*, Xiaomin Wang, Xiaotong Lu, Lili Xie. Comparing seismic performances of pilotis and bare RC frame structures by shaking table tests. Engineering Structures, 2019, 199: 109442）（IF：3.084，*通讯作者）。

       

图1  本研究建立的振动台对比试验模型

      

        图2  峰值为0.4g的卧龙与El Centro地震动输入下破坏现象对比

    

    图3   不同峰值地震动作用下薄弱底层与纯框架结构最大层间位移角之比