吊腳框架結(jié)構(gòu)抗震性能分析及抗震設(shè)計建議.pdf

1、為了更有效地利用山地資源，同時緩解人口日益增長所帶來的住房壓力，推動社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，吊腳建筑結(jié)構(gòu)作為一種常見的山地建筑結(jié)構(gòu)形式在我國諸多山地城市應(yīng)運而生。5.12汶川大地震中吊腳建筑結(jié)構(gòu)的特殊震害暴露出該類結(jié)構(gòu)的設(shè)計缺陷，加之目前學(xué)術(shù)界和工程界對山地建筑結(jié)構(gòu)的研究成果主要集中于掉層結(jié)構(gòu)，但吊腳結(jié)構(gòu)特殊抗震問題研究較少，理論明顯滯后于工程實踐，像普通結(jié)構(gòu)一樣按現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的吊腳結(jié)構(gòu)是否能夠滿足“三水準(zhǔn)”的抗震性能目標(biāo)也猶未可知。針

2、對以上問題，本論文采用有限元模擬的方法，對吊腳框架結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行了分析，并提出初步的抗震設(shè)計建議。
　　基于以上背景，本論文主要完成了以下工作：
　?、贇w納總結(jié)了目前國內(nèi)外關(guān)于山地建筑結(jié)構(gòu)，特別是吊腳結(jié)構(gòu)的研究成果以及5.12汶川地震中吊腳建筑結(jié)構(gòu)的震害特點，并實地調(diào)研了重慶地區(qū)吊腳結(jié)構(gòu)的工程實例。
　?、卺槍Φ跄_結(jié)構(gòu)先天不規(guī)則性，提出新的抗震設(shè)計控制指標(biāo)“上下剛度比”（建筑結(jié)構(gòu)接地層以上部分整體側(cè)向剛度和接地層以

3、下吊腳部分整體側(cè)向剛度的比值）和“層剛度比”(建筑結(jié)構(gòu)接地層以上一層整體側(cè)向剛度和接地層以下吊腳部分整體側(cè)向剛度的比值)，以探討結(jié)構(gòu)的動力特性。在此基礎(chǔ)上，基于SAP2000和PERFORM3D軟件，對不同抗震設(shè)防烈度區(qū)、按現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行彈性截面設(shè)計的吊腳框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈性、彈塑性分析，總結(jié)該類結(jié)構(gòu)的受力變形規(guī)律、耗能損傷等，用以評價該類結(jié)構(gòu)在不同抗震設(shè)防烈度區(qū)的抗震性能和適用性，找出結(jié)構(gòu)的抗震薄弱環(huán)節(jié)。
　?、弁晟频跄_框架結(jié)構(gòu)的抗震

4、設(shè)計方法，給出針對于不同抗震設(shè)防烈度區(qū)該類結(jié)構(gòu)特殊問題的設(shè)計建議，深入拓展工程實踐中該類結(jié)構(gòu)的抗震措施設(shè)計。
　　通過以上工作，得出了以下主要結(jié)論：
　?、佟吧舷聞偠缺取焙汀皩觿偠缺取笔菍⒑暧^指標(biāo)參數(shù)化、更具普適意義的綜合性抗震設(shè)計控制指標(biāo)，可用其值的相對大小指導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計。
　?、诎船F(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行截面設(shè)計的6度低烈度區(qū)的吊腳框架結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下，結(jié)構(gòu)的位移、側(cè)向剛度、剪力分布等抗震性能良好，能滿足“大震不倒”的抗震性

5、能目標(biāo)。隨“上下剛度比”和“層剛度比”的增大，結(jié)構(gòu)構(gòu)件損傷程度略有降低。
　?、垭S著烈度的增大，在7、8度所采用的增大截面法雖然可以保證吊腳短柱（剪跨比≤2的柱）的承載力，但當(dāng)結(jié)構(gòu)遭遇罕遇地震作用時，會引起薄弱層的轉(zhuǎn)移，特別是以最短吊腳柱為中心，周圍構(gòu)件損傷嚴(yán)重，極有可能導(dǎo)致上部樓層整體坍塌，最終無法滿足“大震不倒”的抗震性能目標(biāo)。
　?、芑诒菊撐牡挠嬎惴治鼋Y(jié)果，歸納吊腳框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計內(nèi)容。重點提出在高烈度區(qū)：吊腳短柱

6、適度加強；吊腳長柱（剪跨比>2的柱）設(shè)置橫向拉梁；接地層梁軸力不可忽略；地上一層（薄弱層）放大內(nèi)力計算等抗震設(shè)計建議。
　　本論文的創(chuàng)新點可歸納如下：
　?、賹⒑暧^控制指標(biāo)參數(shù)化，提出更具綜合性和普適性的抗震設(shè)計控制指標(biāo)“上下剛度比”、“層剛度比”，所推導(dǎo)出的簡化計算公式可以從本質(zhì)上反映出吊腳框架結(jié)構(gòu)的剛度特性。
　　②通過研究發(fā)現(xiàn)，吊腳框架結(jié)構(gòu)順坡向的接地層梁，越靠近最短吊腳柱，軸力越大。結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)對軸力的影響加以