掉層框架結(jié)構(gòu)在雙向地震輸入下的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)分析.pdf

1、山地掉層結(jié)構(gòu)由于存在基底的不等高約束，造成的質(zhì)量中心與剛度中心不重合將引起顯著的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，從而加劇結(jié)構(gòu)在地震作用下的震害。針對普通結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)設(shè)計與控制方法的研究已有系統(tǒng)結(jié)論，但掉層結(jié)構(gòu)在偏心類型與破壞模式等方面與普通結(jié)構(gòu)存在較大差異，針對其在大震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)研究尚處于起步階段，迫切需要理論研究為實際工程設(shè)計提供依據(jù)。為此，本文利用SAP2000及PERFORM3D等軟件建立三維模型，研究了掉層結(jié)構(gòu)在彈性及彈塑性狀態(tài)下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；考察了

2、質(zhì)量偏心、剛度偏心、強(qiáng)度偏心及長寬比等因素對掉層結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響特點；提出了掉層結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)位移比的適用限值；考察了上接地柱在大震作用下的抗剪、扭承載能力及各種抗扭設(shè)計方法的有效性。
　　基于以上研究，本文主要結(jié)論如下：
　　①掉層結(jié)構(gòu)在地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)顯著大于普通結(jié)構(gòu)，扭轉(zhuǎn)位移比在上接地層均超規(guī)范限值，從結(jié)構(gòu)損傷控制的角度，掉層結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)位移比應(yīng)被控制在1.65以內(nèi)。在彈性反應(yīng)階段，單、雙向地震輸入下的層間扭轉(zhuǎn)角一致。<

3、br>　?、诘魧咏Y(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)隨靜力偏心距的增加而顯著增大。雙向地震輸入時的層間扭轉(zhuǎn)角放大系數(shù)在0.95到1.25之間，結(jié)構(gòu)損傷較單向輸入時顯著增大。大震作用下未實現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”的破壞模式，上接地柱的破壞最為嚴(yán)重，應(yīng)引起高度關(guān)注。
　　③強(qiáng)度偏心對典型掉層結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)影響并不顯著，對于將靜力偏心距調(diào)小之后的掉層結(jié)構(gòu)而言，以剛心為原點的強(qiáng)度偏心距為靜力偏心距的1.3倍左右時，扭轉(zhuǎn)反應(yīng)最小。
　?、茉谠O(shè)計時應(yīng)考慮豎向構(gòu)件進(jìn)入彈塑

4、性狀態(tài)后的扭矩放大現(xiàn)象，當(dāng)?shù)魧咏Y(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)位移比處于規(guī)范限值1.5左右時，豎向構(gòu)件的抗剪承載能力滿足要求，但抗扭承載能力無法得到保證。
　?、轂榻档徒Y(jié)構(gòu)在地震作用下的損傷，可對上接地柱的抗震等級提高一級，在計算結(jié)果的基礎(chǔ)上提高上接地邊榀柱的配筋。調(diào)整豎向構(gòu)件截面尺寸，對減小掉層結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)效果不明顯。在掉層部分布置剪力墻可顯著抑制掉層結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)，剪力墻的不同布置形式對扭轉(zhuǎn)反應(yīng)的控制效果差別不大，布置于掉層部分周邊時，抗扭效果稍好