L型RC框架結(jié)構(gòu)抗震薄弱環(huán)節(jié)初步研究.pdf

1、RC框架結(jié)構(gòu)在我國應(yīng)用廣泛?？蚣芙Y(jié)構(gòu)可通過對各榀框架的合理布置獲取較大的建筑使用空間以及靈活的空間安排，故被廣泛的應(yīng)用于教學(xué)樓、醫(yī)院、商場等建筑。其中，教學(xué)樓是教書育人的場所，其人員密集，且教學(xué)樓內(nèi)絕大部分為自救自助能力較差的青少年學(xué)生;再者教學(xué)樓也常作為抗震救災(zāi)的應(yīng)急避災(zāi)場所，一旦在地震中發(fā)生嚴重損壞，勢必會造成大量的人員傷亡也會在一定程度上影響抗震救災(zāi)工作的有效進行，可能會造成更大的損失。矛盾的是，框架結(jié)構(gòu)容易發(fā)生應(yīng)力集中、側(cè)向剛度

2、小、承載力相對較低等缺點，又使框架結(jié)構(gòu)成了在地震災(zāi)害中受損較為嚴重的建筑類型之一。由于人類對建筑物美觀和藝術(shù)欣賞的需要，以及建筑場地條件的限制、建筑使用功能的要求等現(xiàn)實條件的限制，在實際使用中會出現(xiàn)一些平面布置不規(guī)則的建筑。而此類建筑不規(guī)則的特性，會使其剛度中心和質(zhì)心偏離較大、受力情況更加復(fù)雜，在地震作用下，會出現(xiàn)更大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)和更多的應(yīng)力集中效應(yīng)，更容易造成局部或者整體倒塌等嚴重破壞。
　　本文提出了使用有限元非線性時程分析來進

3、行研究的方法來分析平面布置不規(guī)則框架結(jié)構(gòu)教學(xué)樓的抗震性能和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)以及找出此類結(jié)構(gòu)的抗震薄弱環(huán)節(jié)，即:本文從實際出發(fā)，以蘆山中學(xué)教學(xué)樓為原型，設(shè)置六棟不同的L型平面布置的框架結(jié)構(gòu)教學(xué)樓，并通過最不利地震的方法和實際驗算比較選取使結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)最大的地震動記錄，最終選取于1949年，在Olympia Hwy Test Lab觀測站點記錄的Western Washington地震動作為輸入地震動，且輸入方式為356分量沿模型X軸方向輸入，86

4、分量沿模型Z軸方向輸入。將該地震動調(diào)幅至多遇地震、設(shè)計地震、罕遇地震、超罕遇地震所對應(yīng)的PGA輸入6個工況模型進行時程分折，并以結(jié)構(gòu)的層扭轉(zhuǎn)角的大小表示結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的強弱，以結(jié)構(gòu)的層間位移角表示結(jié)構(gòu)整體變形的大小，以各框架柱混凝土的壓損傷值表達各框架柱的破壞情況。
　　通過使用本文中的研究方法進行計算和分析，得出以下結(jié)論:
　　1.本文選取地震動時，通過將一條地震動水平兩個分量交換輸入結(jié)構(gòu)的水平兩個垂直方向，得到的結(jié)構(gòu)的層

5、扭轉(zhuǎn)角各不相同，證明對同一條地震動記錄，其水平分量的輸入方式不同，對結(jié)構(gòu)的影響也不同，故在抗震研究以及結(jié)構(gòu)設(shè)計中使用時程分析法進行補充驗算、抗震復(fù)核時，選取地震動過程中應(yīng)當(dāng)考慮地震動輸入的方向性。
　　2.證實了對于L型平面布置不規(guī)則的RC框架結(jié)構(gòu)，其偏心程度越大，則結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)越強，且整體的破壞也越嚴重。并且，本文得到了L型RC框架結(jié)構(gòu)的整體變形與扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的關(guān)系符合三次函數(shù)。
　　3.在地震作用下，L型框架結(jié)構(gòu)教學(xué)樓的薄

6、弱部位是長邊方向的邊榀框架的柱和外側(cè)拐角處及附近的柱;通過對比分析，得出了調(diào)整L型框架結(jié)構(gòu)薄弱部位分布和降低此類結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的方法，即:可以通過適當(dāng)?shù)母淖兡承┲慕孛娉叽绲姆椒▉碚{(diào)整受損框架柱的分布。若是增大短邊方向邊榀框架柱的截面尺寸，則在超罕遇地震下結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)會增大30％以上，最危險柱的損傷會增大10％左右。若是增大長邊方向的邊榀框架柱的截面尺寸，則在超罕遇地震下結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)能降低18％左右，最危險柱的損傷會降低20％左右;且