山地掉層結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)控制措施研究.pdf

1、山地掉層結(jié)構(gòu)是在同一建筑中具有兩個(gè)不同高度的嵌固端，且上接地端下部設(shè)置樓面的一種建筑形式，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)剛心和質(zhì)心不重合，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)顯著。山地掉層結(jié)構(gòu)已有研究著力于荷載輸入、分析模型和方法、破壞模式控制等方面，對掉層結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)控制方法和措施研究較少。本文通過OpenSees軟件建立三維模型，對山地掉層結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大震作用下的非線性扭轉(zhuǎn)效應(yīng)分析，考察了靜力偏心距、剛度偏心距、樓層位移比、剛度比等指標(biāo)的有效性和掉層結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)；提出梁板嵌固，在柔

2、性邊加剪力墻、支撐、粘滯阻尼器等扭轉(zhuǎn)控制措施并驗(yàn)證了其有效性，為山地掉層結(jié)構(gòu)的抗扭設(shè)計(jì)提供參考。
　　通過上述研究，本文得出的主要結(jié)論如下：
　　①靜力偏心距、剛度偏心距、樓層位移比均能較好地反映結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)隨著靜力偏心距、剛度偏心距、樓層位移比的增加而增加。
　　②分析了掉層結(jié)構(gòu)上接地端豎向構(gòu)件在大震作用下相對小震作用時(shí)的扭矩放大系數(shù)，并總結(jié)了其隨樓層位移比的變化規(guī)律，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該根據(jù)位移比的大小對小

3、震下扭矩進(jìn)行放大；根據(jù)規(guī)范公式對掉層結(jié)構(gòu)上接地端柱進(jìn)行受剪承載力和受扭承載力驗(yàn)算，總結(jié)了大震作用下受剪承載力/剪力、受扭承載力/扭矩與樓層位移比的關(guān)系曲線，當(dāng)按照規(guī)范規(guī)定將位移比控制在1.5以內(nèi)可以滿足大震作用下“強(qiáng)剪弱彎”的設(shè)計(jì)目標(biāo)，但不能保證不發(fā)生扭轉(zhuǎn)破壞，應(yīng)進(jìn)行受扭承載力設(shè)計(jì)。
　　③當(dāng)?shù)鼗鶠閹r石時(shí)，通過對按照梁板嵌固進(jìn)行設(shè)計(jì)和普通掉層設(shè)計(jì)后將梁板嵌固兩種不同設(shè)計(jì)模型進(jìn)行大震非線性分析，兩種設(shè)計(jì)方法均能顯著降低結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)

4、，建議采用按照普通掉層設(shè)計(jì)后將梁板嵌固的設(shè)計(jì)方法。對嵌固樓板應(yīng)變分析表明樓板鋼筋未屈服，樓板變形較小，嵌固可靠。
　?、芙o出了樓層位移比與掉層結(jié)構(gòu)偏心率的關(guān)系曲線，若控制結(jié)構(gòu)樓層位移比在1.5，應(yīng)該控制結(jié)構(gòu)的偏心率在0.22以內(nèi)。
　?、莓?dāng)?shù)鼗鶠橥临|(zhì)時(shí)，運(yùn)用控制上接地層偏心率的方法調(diào)整柔性邊剛度，在柔性邊掉層部分和掉層及以上一層設(shè)置鋼支撐、剪力墻、粘滯阻尼器，并對結(jié)構(gòu)進(jìn)行大震作用下非線性分析，驗(yàn)證了在柔性邊增加剛度來控制扭轉(zhuǎn)