基于能力設(shè)計原理的罕遇地震作用下轉(zhuǎn)換層受力特性研究.pdf

1、近年來國內(nèi)外高層建筑發(fā)展迅速，其建筑向著功能多樣化的綜合性方向發(fā)展，這就使得不同用途的樓層需要采用不同的結(jié)構(gòu)布置。這類建筑絕大部分是上部為住宅、旅館，通常采用剪力墻結(jié)構(gòu),下部為商業(yè)辦公用房，通常采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。為了實現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)布置，就必須設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層用以聯(lián)系上下兩個不同的結(jié)構(gòu)體系，如設(shè)置梁式轉(zhuǎn)換層、板式轉(zhuǎn)換層或桁架轉(zhuǎn)換層等。 目前國內(nèi)學者對于這類復雜轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計研究還比較少，并且大多還局限在多遇地震作用下彈性范圍內(nèi)

2、的結(jié)構(gòu)分析研究，對于如何保證這類復雜轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下“大震不倒”，目前規(guī)范采用的彈性內(nèi)力增大法和工程界采用的水平地震作用增大系數(shù)法均不能從定量上合理的解決。有關(guān)學者通過基于能力的設(shè)計原理對罕遇地震作用下轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)做出了一些分析研究，可以從定量上保證轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的“大震不倒”，但是其中部分學者的研究成果在應用于實際工程時只適用于梁式轉(zhuǎn)換，并且其簡化公式缺少理論依據(jù)；部分學者的研究成果雖然對轉(zhuǎn)換層的整體抗震性能把握很好，但是對于局部轉(zhuǎn)換

3、構(gòu)件的“強轉(zhuǎn)換”能力并不能保證。 針對上述問題，該文開展了基于能力原理的罕遇地震作用下轉(zhuǎn)換層的受力特性研究，對轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的能力抗震設(shè)計方法進行了深入研究。首先，將基于能力的設(shè)計原理引入轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計中，采用“強轉(zhuǎn)換弱上部”的結(jié)構(gòu)設(shè)計思想，把控制概念引入結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，有目的的引導結(jié)構(gòu)破壞機制，避免不合理的破壞形態(tài)，給出了轉(zhuǎn)換構(gòu)件的能力設(shè)計公式。隨后，通過對大量的不同種類轉(zhuǎn)換形式結(jié)構(gòu)的彈塑性時程分析，考慮了轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)剛度和質(zhì)量不同以及

4、抗震設(shè)防烈度和轉(zhuǎn)換層設(shè)置高度的不同對轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)自身地震作用的影響，并將轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)自身地震作用同轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)彎曲超強時的設(shè)計剪力對轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)作用進行對比，從工程應用的角度給出了適用于各類轉(zhuǎn)換形式的能力簡化公式。然后，從能力設(shè)計原理出發(fā)，討論了轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的合理設(shè)置高度；并結(jié)合新《高規(guī)》的有關(guān)條款，提出用位移角來控制側(cè)向剛度規(guī)則性的結(jié)構(gòu)設(shè)計控制參數(shù)，給出了轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)能力設(shè)計的具體步驟，以及適用于轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)初步設(shè)計的優(yōu)化設(shè)計方法及建議。最后，該文通