鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計方法.pdf

1、基于性能的抗震設(shè)計理論是20世紀90年代初美、日等國家的學(xué)者根據(jù)近年來的震害調(diào)查提出的抗震設(shè)計思想,現(xiàn)已成為21世紀各國抗震設(shè)計規(guī)范修訂的主流方向.基于性能的抗震設(shè)計的目的是將所設(shè)計的結(jié)構(gòu)在指定強度地震下的破損狀態(tài)及其造成的經(jīng)濟損失、人員傷亡等控制在預(yù)期的目標范圍內(nèi),使結(jié)構(gòu)震后的功能得以延續(xù)、維持.本文以變形作為設(shè)計參數(shù),建立了一套鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計方法,并著重研究了其中幾個關(guān)鍵性問題.1.討論了如何合理劃分RC框架結(jié)

2、構(gòu)的抗震性能水平,同時探討了鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的性能目標與位移、變形之間的關(guān)系,采用層間位移角和梁、柱塑性鉸轉(zhuǎn)動量作為設(shè)計參數(shù)以實現(xiàn)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計.2.本文將四種場地類別上的641條地震記錄,按我國現(xiàn)行抗震規(guī)范設(shè)計分組的要求分為12組,對大量具有不同屈服強度系數(shù)的單自由度體系作了彈塑性時程分析.研究了結(jié)構(gòu)強度水平、周期、場地類別以及設(shè)計分組等因素對延性需求的影響.3.結(jié)合非線性反應(yīng)譜的研究,提出了結(jié)構(gòu)變形需求的簡化

3、求解方法——彈塑性位移譜法.給出了彈塑性位移譜法求解結(jié)構(gòu)彈塑性位移需求的一般步驟:借助模態(tài)Pushover分析將多自由度體系分解為幾個非線性單自由度體系,以考慮各階振型的影響;利用彈塑性位移譜法計算對應(yīng)模態(tài)的等效單自由度體系的位移需求,并以一定方式組合轉(zhuǎn)化為多自由度體系位移需求.4.將一比例為1/10的12層鋼筋混凝土模型框架振動臺試驗的樓層位移需求、層間位移角需求與彈塑性位移譜法計算結(jié)果作了比較,進一步論證這種方法能否應(yīng)用于實際結(jié)構(gòu)在

4、指定強度地面運動作用下位移需求的計算.5.研究了RC框架梁變形能力的影響因素,以Priestley改進的Mander約束混凝土模型為基礎(chǔ)推導(dǎo)了梁截面λ<,bv>-ξ<,n>-μ<,bφ>關(guān)系,建立了配箍特征值λ<,bν>、相對受壓區(qū)高度ξ及曲率延性μ<,bφ>的量化關(guān)系式,用于梁截面在目標曲率延性下的變形能力設(shè)計.建立了框架梁塑性鉸區(qū)的性能設(shè)計方程,即μ<,bv>-ξ-θ<,plb>關(guān)系式,給出了混凝土框架梁基于性能的抗震設(shè)計方法的一般

5、步驟.設(shè)計者可靈活地根據(jù)性能要求設(shè)定可接受的破損指標Dl進行梁的性能設(shè)計.框架柱的變形能力主要取決于軸壓比和約束箍筋用量,建立了柱塑性鉸區(qū)配箍特征值、軸壓比及塑性鉸極限轉(zhuǎn)動量之間的函數(shù)關(guān)系,即λ<,cv>-n-θ<'u><,plc>關(guān)系式,并與柱試驗數(shù)據(jù)進行了對比,本文計算公式與試驗結(jié)果在平均意義上吻合很好.6.以變形需求作為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計參數(shù),闡明了性能設(shè)計的基本要求及設(shè)計原理.介紹了RC框架結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)