基于非線性動(dòng)力分析的八度區(qū)一級(jí)框-剪和框-筒結(jié)構(gòu)抗震規(guī)定研究.pdf

1、由于我國(guó)現(xiàn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中關(guān)于框架．剪力墻和框架．核心筒結(jié)構(gòu)的部分抗震措施規(guī)定多是根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果、少量震害經(jīng)驗(yàn)以及工程經(jīng)驗(yàn)，并一定程度借鑒了國(guó)外規(guī)范的相關(guān)規(guī)定來(lái)制定的，因此這些措施基本沒(méi)有經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的理論論證，按此規(guī)定設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)也缺乏實(shí)際地震加以檢驗(yàn)。在此現(xiàn)實(shí)背景下，檢驗(yàn)規(guī)范中關(guān)于這兩類(lèi)結(jié)構(gòu)相關(guān)抗震措施的有效性就顯得尤為重要。為此，本論文選取了五個(gè)處于八度區(qū)且高度超過(guò)60m的典型結(jié)構(gòu)，并嚴(yán)格按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑抗震設(shè)

2、計(jì)規(guī)范》和《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定設(shè)計(jì)后，利用經(jīng)認(rèn)真校準(zhǔn)并確認(rèn)穩(wěn)定可靠的非線性動(dòng)力反應(yīng)程序 FW-EPA 完成了上述結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的動(dòng)力反應(yīng)分析，從而對(duì)規(guī)范相關(guān)抗震措施進(jìn)行了初步的識(shí)別， 在上述研究思想的指導(dǎo)下，本論文主要完成了以下幾個(gè)方面的工作： ①?lài)?yán)格按照規(guī)范完成了五個(gè)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，它們分別為一個(gè)八度(0.2g)區(qū)30層和兩個(gè)八度(0.3g)區(qū)24層框．剪結(jié)構(gòu)，一個(gè)八度(0.2g)區(qū)25層框-筒結(jié)構(gòu)以

3、及一個(gè)八度(0.3g)區(qū)20層框-筒結(jié)構(gòu)。并在其中兩個(gè)框-剪結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上按不考慮高規(guī)8.1.4條的規(guī)定又設(shè)計(jì)出兩個(gè)結(jié)構(gòu)。 ②對(duì)上述嚴(yán)格按現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計(jì)的典型結(jié)構(gòu)完成相應(yīng)罕遇地震作用激勵(lì)的非線性動(dòng)力反應(yīng)分析，在原有研究成果基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究這類(lèi)結(jié)構(gòu)的總體反應(yīng)性態(tài)規(guī)律，并重點(diǎn)考察剪力墻的抗震抗剪性能、連梁的延性需求、框架的反應(yīng)性態(tài)以及整體結(jié)構(gòu)在抗彎和抗剪方面的超強(qiáng)需求。 通過(guò)以上研究工作，得出了以下主要結(jié)論： ①由于五個(gè)結(jié)

4、構(gòu)中的剪力墻在罕遇地震作用下均表現(xiàn)出較高的抗彎承載能力及較大的非線性剛度，使得每個(gè)結(jié)構(gòu)的總體抗震性能較好。 ②對(duì)不同跨高比連梁在罕遇地震下的最大轉(zhuǎn)角延性需求進(jìn)行了識(shí)別，可以認(rèn)為其最大延性需求一般不超過(guò)3.0，并且其位置一般處在結(jié)構(gòu)的中下部樓層。分析發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)的最大層間位移角是影響連梁延性需求的最直接因素。 ③剪力墻在罕遇地震下表現(xiàn)出較好抗彎承載能力及較大非線性剛度將結(jié)構(gòu)的總體反應(yīng)有效控制在較小程度，從而作用到框架部分的地

5、震作用較?。煌瑫r(shí)規(guī)范相關(guān)措施又大幅提高了框架部分的抗力，上述兩個(gè)因素是框．剪結(jié)構(gòu)的框架部分在罕遇地震下基本保持未屈服狀態(tài)的主要原因。因而建議規(guī)范對(duì)八度區(qū)高度超過(guò)60m的這類(lèi)一級(jí)抗震等級(jí)的結(jié)構(gòu)也可以適度放松框架部分的相關(guān)抗震措施。 ④聯(lián)肢剪力墻的剪力重分布增大了受壓墻肢的作用剪力、結(jié)構(gòu)的動(dòng)力效應(yīng)以及整體結(jié)構(gòu)抗彎能力的大幅超強(qiáng)對(duì)抗剪的不利影響，三者因素使得剪力墻肢已出現(xiàn)剪切失效的可能性，因此建議規(guī)范提高這類(lèi)結(jié)構(gòu)相應(yīng)剪力墻的抗剪能力。

6、 ⑤分析發(fā)現(xiàn)，在罕遇地震作用下，整體結(jié)構(gòu)的最大底部剪力與彈性設(shè)計(jì)剪力的比值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于結(jié)構(gòu)相應(yīng)罕遇水準(zhǔn)下的最大傾覆力矩與彈性?xún)A覆力矩的比值。除此之外，結(jié)構(gòu)整體抗彎能力超強(qiáng)因增大了整體結(jié)構(gòu)的非線性剛度，從而提高了結(jié)構(gòu)預(yù)期的作用剪力，這使得按剪力增強(qiáng)措施所提高的抗剪能力水平可能達(dá)不到作用剪力水平并最終導(dǎo)致剪切失效。因此，應(yīng)慎重利用結(jié)構(gòu)的抗彎超強(qiáng)能力。 ⑥通過(guò)分析結(jié)構(gòu)各樓層在罕遇地震作用下的樓層剪力、傾覆力矩和位移時(shí)程變化規(guī)律，發(fā)