本文關(guān)鍵詞：不同承載力和剛度調(diào)整方案對框架結(jié)構(gòu)抗震性能影響規(guī)律的研究

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【摘要】：抗震結(jié)構(gòu)的性能化設(shè)計是一個值得深入研究的領(lǐng)域,還有很多系統(tǒng)性的研究工作要去做。在抗震結(jié)構(gòu)性能化設(shè)計中需要提高結(jié)構(gòu)抗震性能時,選擇相應(yīng)合適的、有效的調(diào)控措施具有重要意義。而其中首先需要弄清楚的是,幾種常用的結(jié)構(gòu)性能調(diào)控措施對結(jié)構(gòu)抗震性能的具體影響規(guī)律,從而明確在性能化設(shè)計提高結(jié)構(gòu)性能時可以嘗試采取的相應(yīng)調(diào)控措施。在此背景下,本論文對一個7度0.15g區(qū)的規(guī)則框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一系列的承載力調(diào)整、剛度調(diào)整、以及二者同時調(diào)整方案的分析驗算,通過詳細(xì)對比它們的彈塑性動力時程分析結(jié)果以及IDA和易損性分析結(jié)果,探究了構(gòu)件承載力、結(jié)構(gòu)剛度、以及二者同時的變化對框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響規(guī)律;并通過對比分析結(jié)果提出了當(dāng)需要有針對性地提高框架結(jié)構(gòu)抗震性能時,可以采取的調(diào)控措施及其可能的相對優(yōu)化的組合方式。本論文的主要創(chuàng)新點包括:一是直接對比不同承載力和剛度調(diào)整方案對框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響規(guī)律,目標(biāo)明確、概念清晰,能達(dá)到校核相關(guān)性能調(diào)控措施有效性的目的;二是在對比結(jié)構(gòu)抗震性能時,考慮了多遇地震、設(shè)防地震、罕遇地震以及1.5倍罕遇地震四個不同地震動強(qiáng)度水準(zhǔn),并詳細(xì)對比了層間位移角、樓層剪力、非彈性耗能比例以及構(gòu)件損傷四個不同性能參數(shù)的相對變化;三是基于IDA和易損性分析全面對比了不同調(diào)整方案在地震動強(qiáng)度逐漸增大過程中,對框架結(jié)構(gòu)抗震性能影響的發(fā)展變化趨勢。通過本論文的分析工作,得到的主要結(jié)論如下:(1)增加承載力能推遲框架結(jié)構(gòu)進(jìn)入非彈性反應(yīng)階段,并明顯減小強(qiáng)烈地震下構(gòu)件的塑性損傷程度和最大彈塑性層間位移角;框架結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力和承載能力安全儲備有顯著增加,結(jié)構(gòu)的抗震安全性得到提高;但不能改善結(jié)構(gòu)使用階段的整體變形性能。(2)通過增大構(gòu)件截面尺寸以一定幅度提高框架結(jié)構(gòu)的剛度而不明顯增大構(gòu)件截面配筋量時,能改善結(jié)構(gòu)使用階段的整體變形性能;但在強(qiáng)烈地震下框架結(jié)構(gòu)剛度迅速退化,不能起到減小結(jié)構(gòu)最大彈塑性層間位移角和構(gòu)件塑性損傷程度的作用,不能提高結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力和承載能力安全儲備;沒有明顯減小框架結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震下的倒塌風(fēng)險。(3)同時適當(dāng)提高框架結(jié)構(gòu)剛度和適當(dāng)增大承載力后,在地震動強(qiáng)度逐漸增加的過程中,自始至終都能達(dá)到改善結(jié)構(gòu)抗震性能的目的,也就是既改善了結(jié)構(gòu)使用階段的變形能力,又提高了結(jié)構(gòu)的抗震安全性,且相應(yīng)改善效果分別明顯優(yōu)于只以相同幅度提高剛度或以相同幅度增大承載力的方案;即在一定程度上綜合了只提高剛度或只增大承載力對框架結(jié)構(gòu)抗震性能的有利影響,而克服了各自單獨調(diào)整的不足,使得同時增加剛度和承載力對框架結(jié)構(gòu)抗震性能的改善效果最好,并且隨著地震動強(qiáng)度的增加,相對有利的程度更加明顯。通過上述分析結(jié)論所得到的啟示是,當(dāng)為了提高結(jié)構(gòu)抗震性能而選擇的調(diào)控措施不同時,所能達(dá)到的性能優(yōu)化效果具有較大差異;同一調(diào)控措施對不同性能參數(shù)的影響程度也不盡相同,對同一性能參數(shù)所達(dá)到的優(yōu)化效果還與地震動強(qiáng)度密切相關(guān)。工程設(shè)計者需要特別關(guān)注這一現(xiàn)象,在抗震性能化設(shè)計時采取某一性能調(diào)控措施后,還有必要利用有效分析手段進(jìn)一步對結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行深入分析和論證。當(dāng)需要提高結(jié)構(gòu)的抗震性能時,首先需要明確預(yù)期的目標(biāo)是著重提高結(jié)構(gòu)抗震安全性還是滿足使用階段變形功能的特殊要求,然后有針對性的采用是主要增加承載力,還是提高結(jié)構(gòu)剛度,或是采用同時增加承載力和提高結(jié)構(gòu)剛度二者的合理組合。對于簡單的規(guī)則框架結(jié)構(gòu),根據(jù)本論文的分析結(jié)果,在抗震性能化設(shè)計中優(yōu)化結(jié)構(gòu)抗震性能時,在條件允許的情況下,本文建議盡可能采用同時增加承載力和提高結(jié)構(gòu)剛度二者的合理組合這種調(diào)控方式,以達(dá)到全面、均衡地優(yōu)化結(jié)構(gòu)的抗震性能。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU352.11

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本文編號：1174428