掉層框架結構在雙向地震輸入下的扭轉反應分析.pdf

1、山地掉層結構由于存在基底的不等高約束，造成的質量中心與剛度中心不重合將引起顯著的扭轉效應，從而加劇結構在地震作用下的震害。針對普通結構扭轉設計與控制方法的研究已有系統(tǒng)結論，但掉層結構在偏心類型與破壞模式等方面與普通結構存在較大差異，針對其在大震作用下的扭轉效應研究尚處于起步階段，迫切需要理論研究為實際工程設計提供依據(jù)。為此，本文利用SAP2000及PERFORM3D等軟件建立三維模型，研究了掉層結構在彈性及彈塑性狀態(tài)下的扭轉效應；考察了

2、質量偏心、剛度偏心、強度偏心及長寬比等因素對掉層結構扭轉效應的影響特點；提出了掉層結構扭轉位移比的適用限值；考察了上接地柱在大震作用下的抗剪、扭承載能力及各種抗扭設計方法的有效性。
　　基于以上研究，本文主要結論如下：
　?、俚魧咏Y構在地震作用下的扭轉效應顯著大于普通結構，扭轉位移比在上接地層均超規(guī)范限值，從結構損傷控制的角度，掉層結構的扭轉位移比應被控制在1.65以內。在彈性反應階段，單、雙向地震輸入下的層間扭轉角一致。<

3、br>　?、诘魧咏Y構扭轉效應隨靜力偏心距的增加而顯著增大。雙向地震輸入時的層間扭轉角放大系數(shù)在0.95到1.25之間，結構損傷較單向輸入時顯著增大。大震作用下未實現(xiàn)“強柱弱梁”的破壞模式，上接地柱的破壞最為嚴重，應引起高度關注。
　　③強度偏心對典型掉層結構的扭轉效應影響并不顯著，對于將靜力偏心距調小之后的掉層結構而言，以剛心為原點的強度偏心距為靜力偏心距的1.3倍左右時，扭轉反應最小。
　　④在設計時應考慮豎向構件進入彈塑

4、性狀態(tài)后的扭矩放大現(xiàn)象，當?shù)魧咏Y構扭轉位移比處于規(guī)范限值1.5左右時，豎向構件的抗剪承載能力滿足要求，但抗扭承載能力無法得到保證。
　　⑤為降低結構在地震作用下的損傷，可對上接地柱的抗震等級提高一級，在計算結果的基礎上提高上接地邊榀柱的配筋。調整豎向構件截面尺寸，對減小掉層結構的扭轉反應效果不明顯。在掉層部分布置剪力墻可顯著抑制掉層結構的扭轉反應，剪力墻的不同布置形式對扭轉反應的控制效果差別不大，布置于掉層部分周邊時，抗扭效果稍好