基于非線性動力分析的框-剪結(jié)構(gòu)抗震規(guī)定的驗證.pdf

1、我國設(shè)計規(guī)范雖然已經(jīng)根據(jù)試驗結(jié)果、震害及工程經(jīng)驗，并借鑒國外成熟規(guī)范經(jīng)驗制定了有關(guān)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的系列設(shè)計方法和抗震措施，但至今未經(jīng)有效措施進行檢驗。近年來，國外已有若干利用非線性動力反應(yīng)分析程序?qū)Φ湫徒Y(jié)構(gòu)系列進行多條地震波輸入下的分析，以便驗證規(guī)范抗震設(shè)計方法和措施有效性的先例。為了填補我國規(guī)范在這方面的空白，本論文利用已經(jīng)編制完成并經(jīng)認(rèn)真驗證的適用于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、框架－剪力墻結(jié)構(gòu)和框架-核心筒結(jié)構(gòu)的擬三維非線性動力反應(yīng)分析程

2、序TS－EPA，對七個高度小于60m的典型框架-剪力墻結(jié)構(gòu)進行了多波輸入下的非線性動力反應(yīng)分析。這些結(jié)構(gòu)是嚴(yán)格按照我國修訂后的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2002)、《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2001)和《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2002)設(shè)計的，分別是： (1) 8度區(qū)（0.2g）16層和18層框架－剪力墻結(jié)構(gòu)（細長連梁）各兩個，分別按連梁剛度折減和不折減方案進行結(jié)構(gòu)設(shè)計； (

3、2) 8度區(qū)（0.3g）16層框架－剪力墻結(jié)構(gòu)（細長連梁）兩個，分別按連梁剛度折減和不折減方案進行結(jié)構(gòu)設(shè)計； (3) 8度區(qū)（0.3g）18層框架－剪力墻結(jié)構(gòu)（小跨高比連梁）一個，按連梁剛度折減進行結(jié)構(gòu)設(shè)計； 通過對以上七種典型框架－剪力墻結(jié)構(gòu)所進行的三個水準(zhǔn)下的多波輸入非線性動力反應(yīng)分析，對上述我國規(guī)范的抗震措施的效果作了初步考察，得出了以下結(jié)論： ①在罕遇地震下所有七個算例的分析結(jié)果均表明，其框架部分的所

4、有構(gòu)件都處在彈性工作狀態(tài)。這說明，就本文所選結(jié)構(gòu)而言，設(shè)計規(guī)范對8度區(qū)高度小于60m的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中的框架部分降低一級抗震等級的做法是可行的。 ②在罕遇地震下七個算例的分析結(jié)果均表明，框架-剪力墻中的洞口連梁首先進入屈服后狀態(tài)。且相當(dāng)一部分洞口連梁兩端普遍進入屈服后狀態(tài)，其最大當(dāng)量轉(zhuǎn)角延性比可達2.5的水準(zhǔn)。這表明洞口連梁是框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的第一線抗震構(gòu)件。因此，為了能使洞口連梁發(fā)揮其重要抗震作用，應(yīng)對洞口連梁的抗震抗剪問

5、題及保證洞口連梁延性需求的構(gòu)造措施給予更多的關(guān)注。 ③在本文的七個算例中，有三組結(jié)構(gòu)對洞口連梁分別按考慮和不考慮剛度折減進行了設(shè)計，從各結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的反應(yīng)和洞口連梁的延性需求來看，對洞口連梁進行剛度折減會給框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的動力反應(yīng)帶來少許不利影響。 ④從8度區(qū)(0.3g)采用小跨高比（跨高比為2.25）洞口連梁的框架-剪力墻算例中可以發(fā)現(xiàn)，由于對其洞口連梁進行了剛度折減（折減系數(shù)取為0.5，其中仍有少部分洞口

6、連梁的截面剪力超過了剪力上限約10％），在罕遇地震下其最大當(dāng)量轉(zhuǎn)角延性比已超過4.0。這種延性需求已經(jīng)超過了小跨高比連梁按常規(guī)配筋方案所能達到的延性能力。 ⑤七個典型算例的分析結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)的設(shè)計基底剪力大致處于多遇地震作用下和設(shè)防烈度地震作用下的最大基底剪力之間，且接近設(shè)防烈度地震下的最大基底剪力。 ⑥在罕遇地震下七個算例的分析結(jié)果均表明，非線性動力反應(yīng)都比較小，說明現(xiàn)行規(guī)范對這類結(jié)構(gòu)所采取的設(shè)計方法和抗震措施就這

7、七個算例而言是合理的。 此外，本文還設(shè)計了分屬于8度區(qū)（0.2g）和9度區(qū)（0.4g）的兩榀典型框架結(jié)構(gòu)，并分別對其在分析中所用的三折線恢復(fù)力模型的第一、二剛度取值采用了幾組不同的組合，進行了罕遇地震EI Centro波輸入下的非線性動力反應(yīng)分析。從結(jié)構(gòu)在不同的一、二剛度取值條件下的反應(yīng)來看，一、二剛度取值問題對非線性動力反應(yīng)分析結(jié)果有相當(dāng)重要的影響。一、二剛度取值是否符合實際構(gòu)件受力特征決定了非線性動力反應(yīng)分析結(jié)果能否較準(zhǔn)確的