基于新旧规范对比的扭转不规则框架结构的抗震性能研究

摘要

不规则结构主要可以分为两类，一类是平面不规则结构，主要包括有扭转不规则、凹凸不规则和楼板局部不连续;另一类是竖向不规则结构，主要有楼层抗侧刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续和楼层承载力突变[1]。关于扭转不规则结构，一般抗震设计时结构会发生两个水平方向的平动，但由于某些因素的影响，结构还有可能发生绕着竖轴的转动，也就是扭转效应。扭转效应对结构的抗震性能影响很大，会放大作用在结构的动力效果。因此，对结构扭转必须采取有效控制的措施以减小扭转效应产生的危害。扭转不规则结构在目前新建的中层、高层住宅建筑及公共建筑非常常见，国内外针对扭转问题的研究较多，但以往的研究多数集中于单层偏心结构，近年来才开始关注多层、高层的偏心扭转结构。各国规范对于扭转不规则结构的规定总体思路均来源于过去对单层偏心结构的研究成果，总结最近几年来的震害调查和经验，发现许多房屋由于扭转效应的影响发生了较严重的破坏，甚至倒塌！
　　本文基于2010年颁布的新版《建筑抗震设计规范》与同年废止的2001版规范的相关规定的差异性，讨论了影响结构扭转反应的主要因素，对考虑扭转效应的结构弹性设计方法进行了探究。本文主要研究内容:按10版、01版规范设计抗震等级为二级、三级、四级六层偏心框架算例，利用静力弹塑性分析方法考察了罕遇地震下多层偏心框架结构的抗震性能，并结合非线性动力分析结果进行验证。研究结果表明:罕遇地震下按新旧规范设计的偏心结构的破坏模式均是梁柱混合铰机制，但是6度区按旧规范设计的算例破坏模式易形成层侧移机构;罕遇地震下6度区、7度区、8度区按新版规范设计的偏心结构算例各个构件的塑性铰分布均表现为梁端出铰较多而柱端塑性铰大部分处于可修复阶段，符合我国抗震设防的要求;罕遇地震下按新规范设计的偏心结构角柱、边柱由于结构扭转效应的影响而受力复杂，较中柱更易出现塑性铰，建议工程设计过程中应对偏心结构的角部、边部的竖向构件予以加强，以避免出现不合理的破坏机制。本文的主要创新点在于考察了新版规范的一些抗震加强措施对罕遇地震下多层偏心框架结构抗震性能的控制效果。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 问题的提出

1．3 扭转不规射结构的国内外研究现状

1．4 扭转不规则结构的影响参数

1．5 中国新、旧规范对扭转不规则结构的差异对比

1．6 主要研究内容

2 弹性及非线性分析方法介绍

2．1 考虑扭转地震作用的弹性分析方法

2．2 静力非线性分析方法Pushover

2．3 动力非线性分析方法

2．4 本章小结

3 10版、01版规范对扭转多层框架结构设计对比

3．1 引言

3．2 算例介绍

3．3 弹性计算结果分析

3．4 本章小结

4 扭转不规则结构的弹塑性分析

4．1 引言

4．2 不同加载模式的分析结果对比

4．3 新旧规范设计算例的抗震性能对比

4．4 罕遇地震下非线性动力分析结果

4．5 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

致谢

参考文献