L形平面不規(guī)則框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與Pushover分析.pdf

1、合理的建筑形體和平面布置是抗震設(shè)計(jì)的重要組成部分，平面、立面的簡單對稱是最為提倡的結(jié)構(gòu)形式，我國《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)明確指出，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)抗震概念設(shè)計(jì)的要求明確建筑平面形狀、立面和豎向剖面變化的規(guī)則性[1]。但在實(shí)際工程中，隨著人們對建筑物美學(xué)和使用功能要求的提高，抑或是建筑場地的限制，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作不得不選擇平面不規(guī)則的結(jié)構(gòu)形式。鑒于平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)的內(nèi)力反應(yīng)的復(fù)雜性，平面不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)的研究對當(dāng)今土木工

2、程的發(fā)展具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
　　遵照我國現(xiàn)行抗震規(guī)范要求，對建筑結(jié)構(gòu)的不規(guī)則程度進(jìn)行評定，并對其采取合理的分析模型和扭轉(zhuǎn)計(jì)算控制指標(biāo)至關(guān)重要。特別是近年來地震活動頻繁，結(jié)構(gòu)在旱遇地震下的彈塑性變形驗(yàn)算是保證人民生命和財(cái)產(chǎn)安全的保障。
　　本文結(jié)合工程實(shí)例，對L形不規(guī)則框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了兩方面的研究:一是首先通過結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化(Sizing Optimization)調(diào)整梁和柱的截面尺寸，實(shí)現(xiàn)以位移為目標(biāo)函數(shù)的控制，并對結(jié)構(gòu)的跨度

3、變化對結(jié)構(gòu)位移、周期比、位移比的影響進(jìn)行研究，然后通過結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化(Sizing Optimization)改變L形結(jié)構(gòu)短邊的尺寸，對比位移、周期比、位移比等各參數(shù)的變化;二是對前訴優(yōu)化后的結(jié)果中能滿足位移控制的兩種方案進(jìn)行靜力彈塑性(Pushover)分析，找出性能點(diǎn)，并驗(yàn)算結(jié)構(gòu)在旱遇地震下的層間位移角能否滿足規(guī)范要求，同時(shí)對塑性鉸的出鉸狀況進(jìn)行總結(jié)，對比觀察結(jié)構(gòu)在大震下的耐震能力，從而得出最優(yōu)的尺寸優(yōu)化方案。
　　通過本文的研

4、究，得出以下結(jié)論:
　　(1)加大位移比超限方向的柱截面尺寸和建筑物周圈梁的截面高度對該方向結(jié)構(gòu)位移的降低作用不明顯;
　　(2)加大位移比超限方向的梁截面高度對結(jié)構(gòu)位移調(diào)整效果顯著，但在旱遇地震下容易引起L形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角處框架柱密集性出現(xiàn)塑性鉸坍塌;
　　(3)在結(jié)構(gòu)剛度不足的局部增加框架柱，可以伎結(jié)構(gòu)位移比減小，且在旱遇地震下，結(jié)構(gòu)位移比超過規(guī)范要求前塑性鉸未見坍塌;
　　(4)結(jié)構(gòu)的周期比和位移比隨L形結(jié)構(gòu)凸出