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文檔簡介
1、到目前為止,國內(nèi)外研究者已對單一塑性鉸單自由度體系的不同抗震承載力設(shè)計用地震作用水準R與體系反應(yīng)延性需求m的關(guān)系作了大量研究,并得出了類似的結(jié)論。同時,多數(shù)國家制定抗震設(shè)計規(guī)范有關(guān)規(guī)定時也或直接或隱含地引用了基于單一塑性鉸單自由度體系的Rm-基本規(guī)律,但由于實際結(jié)構(gòu)大部分屬于多次超靜定多自由度體系,不少研究者也試圖把單一塑性鉸單自由度體系R與m之間近似線性的規(guī)律不加改造地推廣應(yīng)用到實際多次超靜定多自由度體系中,但因多次超靜定多自由度體系
2、受塑性機構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)體系超強及多振型模態(tài)反應(yīng)特征等一系列因素的影響,其非彈性動力反應(yīng)特征相對較為復(fù)雜,設(shè)計用地震作用水準與體系反應(yīng)延性的基本定義及二者之間的定量關(guān)系可能與單一塑性鉸單自由度體系存在本質(zhì)的不同。因此,要找到多次超靜定多自由度體系中二者之間的對應(yīng)關(guān)系就比較困難。近年來雖有少數(shù)研究成果,但僅僅停留在對單一塑性鉸單自由度體系研究成果的修正上,而對不同R取值下結(jié)構(gòu)整體變形、各層層間位移及構(gòu)件端部塑性鉸轉(zhuǎn)動三個層面的延性需求m的具體
3、規(guī)律至今尚未見有較為深入的分析研究結(jié)果。鑒于罕遇地震水準下的抗震驗算已經(jīng)逐漸成為驗證新一代抗震思路的核心手段,故有必要對采用不同地震作用水準設(shè)計的實際結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的非彈性動力反應(yīng)規(guī)律進行研究,從中找出不同地震作用取值水準與上述三個層面結(jié)構(gòu)變形之間的關(guān)系,并歸納出適用于多次超靜定單多自由度體系設(shè)計地震作用水準與結(jié)構(gòu)強震非彈性變形需求之間的量化關(guān)系,從而給出可供這類結(jié)構(gòu)設(shè)計使用的量化依據(jù)。
基于上述背景,本文主要對以下內(nèi)容展開
4、分析:
①對國內(nèi)外有代表性的單、多自由度體系的Rm-規(guī)律及結(jié)構(gòu)超強研究成果進行總結(jié)和評述;
?、谌匀徊捎玫卣鹆档拖禂?shù)R代表不同設(shè)計地震作用水準取值,但m只代表構(gòu)件端部塑性鉸轉(zhuǎn)動延性,對位于中國8度0.3g區(qū)的單層單跨、2跨3層及3跨6層典型鋼筋混凝土平面框架結(jié)構(gòu)分別取五檔不同R值進行設(shè)計并進行多波輸入下的非彈性動力反應(yīng)分析,分別從整體結(jié)構(gòu)反應(yīng)特征、各層層間位移反應(yīng)特征和各控制部位塑性鉸反應(yīng)特征三個層面上全面分析多次超
5、靜定多自由度體系的不同設(shè)計地震作用水準與非彈性變形之間的關(guān)系;
?、劢Y(jié)合本論文所涉及的算例分析解釋結(jié)構(gòu)用較小的地震作用水準進行承載能力設(shè)計能夠抵抗設(shè)防地震和罕遇地震水準作用的原因;
④利用動力推覆分析手段對嚴格按照中國現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計的層數(shù)不同、連梁剛度不同的處于不同設(shè)防烈度區(qū)的典型框架-剪力墻結(jié)構(gòu)進行有效的非彈性動力反應(yīng)分析,初步考察設(shè)防烈度分區(qū)、結(jié)構(gòu)的層數(shù)及連梁剛度是否折減對框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系超強的影響規(guī)律。
6、 從上述研究工作中,本文可以初步得出以下結(jié)論:
①本次分析結(jié)果明確發(fā)現(xiàn),不論哪種類型的結(jié)構(gòu),多次超靜定多自由度體系的整體反應(yīng)、樓層反應(yīng)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件延性需求及塑性耗能機構(gòu)形式雖然隨著R取值的變化而有所變化,但變化幅度遠不及單一塑性鉸單自由度體系那樣明顯。有理由認為,需要針對某一類多次超靜定結(jié)構(gòu)的具體強震性能,給出與單一塑性鉸單自由度體系的Rm-規(guī)律不完全相同的專用Rm-規(guī)律:例如,對本論文已做了系列分析的框架結(jié)構(gòu)類型,一方面,在
7、承載能力設(shè)計時可以選取一個比較優(yōu)化的地震力降低系數(shù)R,取值不宜過大也不宜過小。另一方面,在這個R取值范圍內(nèi),可以認為,不論R取值多少,就塑性鉸屈服后轉(zhuǎn)動而言,結(jié)構(gòu)都會以某種程度進入非彈性狀態(tài),且各塑性鉸屈服后的轉(zhuǎn)動幅度都可能在某個合理的范圍內(nèi)變化。因此,需在結(jié)構(gòu)體系合理且整體穩(wěn)定性能良好的前提下通過對塑性出鉸部位采取與上述變化范圍內(nèi)的延性需求對應(yīng)的抗震措施以保證結(jié)構(gòu)在設(shè)防地震及罕遇地震水準下具有足夠的延性能力。
?、趧偠韧嘶?/p>
8、回耗能及結(jié)構(gòu)超強是結(jié)構(gòu)用較小的地震作用水準進行承載能力設(shè)計能夠抵抗設(shè)防地震和罕遇地震水準作用的三個主要原因,但剛度退化是關(guān)鍵因素,且剛度退化的嚴重程度與R取值的大小相關(guān)。
?、蹌恿ν聘卜治鼋Y(jié)果表明,框架結(jié)構(gòu)從達到罕遇地震水準點到動力推覆曲線上走平點(即結(jié)構(gòu)失效點)之間的“抗震裕量”值大概為1.4~2.5,且該值在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中已達到了3.5左右,這意味著結(jié)構(gòu)從罕遇地震水準到可以達到的抗極限能力之間還有相當大的潛力水平。因此,
9、罕遇地面運動作用水準所形成的受力狀態(tài)和倒塌過程開始的狀態(tài)是有明顯概念性差異的。
?、車栏癜凑罩袊F(xiàn)行規(guī)范合理設(shè)計的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出了不同程度的超強,且明顯高于框架結(jié)構(gòu)已有的研究結(jié)果;無論處于0.2g區(qū)還是0.3g區(qū),連梁剛度是否折減對結(jié)構(gòu)的超強系數(shù)影響較大,大致有隨著連梁剛度的增大,結(jié)構(gòu)的超強值呈下降趨勢,但下降的幅度不大,尤其是在0.3g區(qū)這種趨勢更加明顯;結(jié)構(gòu)的層數(shù)對超強系數(shù)影響不大;結(jié)構(gòu)層數(shù)相同時,低烈度區(qū)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出
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