基于破壞控制的掉層框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、山地掉層框架結(jié)構(gòu)在山地城鎮(zhèn)建筑中應(yīng)用較為廣泛。汶川地震中，山地掉層框架結(jié)構(gòu)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(nèi)力重分布所引起的結(jié)構(gòu)連續(xù)性倒塌。因此研究大震下掉層框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布規(guī)律和基于結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布規(guī)律的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本文針對(duì)掉層框架結(jié)構(gòu)，采用數(shù)值模擬分析方法，開展了三方面的研究工作。
　?、傺芯苛说魧涌蚣芙Y(jié)構(gòu)在不同地震強(qiáng)度下的地震內(nèi)力重分布規(guī)律。設(shè)計(jì)了層間剛度比

2、和層內(nèi)剛度比不同的掉層框架結(jié)構(gòu)算例，分析了地震作用下結(jié)構(gòu)基底剪力最大時(shí)刻、層間位移角最大時(shí)刻和頂點(diǎn)位移最大時(shí)刻的接地柱剪力和接地柱剪力峰值隨地震強(qiáng)度的變化特征，研究了掉層框架結(jié)構(gòu)在小震、中震和大震下的內(nèi)力重分布規(guī)律。
　　②借鑒屈服強(qiáng)度概念，分析了不同算例結(jié)構(gòu)的屈服強(qiáng)度系數(shù)沿高度變化規(guī)律，通過(guò)調(diào)整屈服強(qiáng)度系數(shù)以改變柱承載力，并分析屈服強(qiáng)度系數(shù)變化對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能的影響，提出了基于上接地柱承載力調(diào)整的抗震設(shè)計(jì)方法和適用條件；
　

3、?、鄹鶕?jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布規(guī)律，提出了基于破壞控制的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法，對(duì)內(nèi)力重分布影響較大的結(jié)構(gòu)采用上接地柱剛接模型和上接地柱鉸接模型進(jìn)行包絡(luò)配筋設(shè)計(jì)的兩分析模型抗震設(shè)計(jì)法，并通過(guò)算例驗(yàn)證了抗震設(shè)計(jì)方法的可行性。
　　通過(guò)以上內(nèi)容的研究，得出如下主要結(jié)論：
　　①不同剛度特征的掉層框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重分布規(guī)律不同。當(dāng)?shù)魧涌鐢?shù)較少時(shí)（層內(nèi)剛度較?。?，隨地震強(qiáng)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(shuō)明上接柱破壞后不會(huì)引起下接地柱連續(xù)破壞。當(dāng)?shù)魧涌鐢?shù)很多時(shí)（層內(nèi)剛度比較大），隨地震強(qiáng)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(shuō)明上接地柱破壞明顯但內(nèi)力重分布不會(huì)顯著增加下接地柱受力。當(dāng)?shù)魧涌鐢?shù)與上接地跨數(shù)相差不大時(shí)，上接地層各框架柱所受剪力隨地震強(qiáng)度的增大而產(chǎn)生明顯變化，說(shuō)明內(nèi)力重分布影響顯著。
　　②當(dāng)?shù)魧涌鐢?shù)較少時(shí)，其層內(nèi)剛度比<0.05時(shí)，掉層框架結(jié)構(gòu)在中震和大震下的內(nèi)力

5、重分布不顯著，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可采用現(xiàn)行的抗震設(shè)計(jì)方法；當(dāng)?shù)魧涌鐢?shù)較多時(shí)，其層內(nèi)剛度比>0.2時(shí)，掉層框架結(jié)構(gòu)在中震和大震下的內(nèi)力重分布不顯著，但上接地柱破壞嚴(yán)重。為減輕上接地柱破壞程度，可通過(guò)增加上接柱的配筋來(lái)提高其抗震承載力，受力鋼筋增加量為10-30％；當(dāng)?shù)魧涌鐢?shù)與上接地跨數(shù)相差不大時(shí)，其層內(nèi)剛度比為0.05~0.2，掉層框架結(jié)構(gòu)在中震和大震下的內(nèi)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(jìn)行包絡(luò)配筋設(shè)計(jì)的兩分析模型抗震設(shè)計(jì)法可