基于破壞控制的掉層框架結構抗震設計方法研究.pdf

1、山地掉層框架結構在山地城鎮(zhèn)建筑中應用較為廣泛。汶川地震中，山地掉層框架結構的震害主要表現(xiàn)為上接地柱柱底破壞，及上接地柱破壞后內力重分布所引起的結構連續(xù)性倒塌。因此研究大震下掉層框架結構內力重分布規(guī)律和基于結構內力重分布規(guī)律的結構抗震設計方法具有重要的理論意義和工程應用價值。
　　本文針對掉層框架結構，采用數(shù)值模擬分析方法，開展了三方面的研究工作。
　　①研究了掉層框架結構在不同地震強度下的地震內力重分布規(guī)律。設計了層間剛度比

2、和層內剛度比不同的掉層框架結構算例，分析了地震作用下結構基底剪力最大時刻、層間位移角最大時刻和頂點位移最大時刻的接地柱剪力和接地柱剪力峰值隨地震強度的變化特征，研究了掉層框架結構在小震、中震和大震下的內力重分布規(guī)律。
　?、诮梃b屈服強度概念，分析了不同算例結構的屈服強度系數(shù)沿高度變化規(guī)律，通過調整屈服強度系數(shù)以改變柱承載力，并分析屈服強度系數(shù)變化對結構抗震性能的影響，提出了基于上接地柱承載力調整的抗震設計方法和適用條件；
　

3、?、鄹鶕?jù)結構內力重分布規(guī)律，提出了基于破壞控制的結構抗震設計方法，對內力重分布影響較大的結構采用上接地柱剛接模型和上接地柱鉸接模型進行包絡配筋設計的兩分析模型抗震設計法，并通過算例驗證了抗震設計方法的可行性。
　　通過以上內容的研究，得出如下主要結論：
　?、俨煌瑒偠忍卣鞯牡魧涌蚣芙Y構的內力重分布規(guī)律不同。當?shù)魧涌鐢?shù)較少時（層內剛度較小），隨地震強度的增加，上接地柱地震剪力略有減小而下接地柱地震剪力略有增加，但下接地柱增加的

4、地震剪力很小，說明上接柱破壞后不會引起下接地柱連續(xù)破壞。當?shù)魧涌鐢?shù)很多時（層內剛度比較大），隨地震強度的增加，上接地柱所受地震剪力比值減少幅度較明顯，而下接地柱地震剪力增加很小，說明上接地柱破壞明顯但內力重分布不會顯著增加下接地柱受力。當?shù)魧涌鐢?shù)與上接地跨數(shù)相差不大時，上接地層各框架柱所受剪力隨地震強度的增大而產(chǎn)生明顯變化，說明內力重分布影響顯著。
　?、诋?shù)魧涌鐢?shù)較少時，其層內剛度比<0.05時，掉層框架結構在中震和大震下的內力

5、重分布不顯著，結構設計可采用現(xiàn)行的抗震設計方法；當?shù)魧涌鐢?shù)較多時，其層內剛度比>0.2時，掉層框架結構在中震和大震下的內力重分布不顯著，但上接地柱破壞嚴重。為減輕上接地柱破壞程度，可通過增加上接柱的配筋來提高其抗震承載力，受力鋼筋增加量為10-30％；當?shù)魧涌鐢?shù)與上接地跨數(shù)相差不大時，其層內剛度比為0.05~0.2，掉層框架結構在中震和大震下的內力重分布顯著，采用上接地柱剛接模型和上接地柱鉸接模型進行包絡配筋設計的兩分析模型抗震設計法可