典型山地RC框架結(jié)構(gòu)強震破壞模式及易損性分析.pdf

1、我國中西部地區(qū)以山地地形為主，RC掉層框架結(jié)構(gòu)作為山地建筑結(jié)構(gòu)的典型代表得到了廣泛應(yīng)用。掉層框架由于其特殊的不等高接地方式，存在嚴(yán)重的豎向不規(guī)則。在汶川地震震害調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)若干掉層結(jié)構(gòu)房屋發(fā)生了倒塌的現(xiàn)象，這不得不讓我們反思設(shè)計中可能忽略或沒有認(rèn)識到的關(guān)鍵問題，因此對掉層框架的強震破壞模式及易損性進(jìn)行分析是很有必要的。
　　本文以不同接地方式的 RC掉層框架結(jié)構(gòu)(無控、分配、加固、基礎(chǔ)隔震、層間隔震)為研究對象，分析了罕遇地震作用

2、下結(jié)構(gòu)的抗震性能；考慮到結(jié)構(gòu)在地震作用下的響應(yīng)受到不確定性與非線性耦合的影響，本文進(jìn)一步采用增量動力分析方法（IDA），選取不同的IM、DM參數(shù)對掉層結(jié)構(gòu)進(jìn)行了基于概率統(tǒng)計的抗震性能分析；同時以IDA分析結(jié)果為基礎(chǔ)，對掉層結(jié)構(gòu)進(jìn)行易損性分析，得到結(jié)構(gòu)在不同地震動強度下進(jìn)入某一破壞狀態(tài)的概率，并采用CMR系數(shù)評價不同掉層結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力。
　　通過本文的研究，得到的主要結(jié)論如下：
　?、贌o控結(jié)構(gòu)在掉層部分和上接地層存在嚴(yán)重的側(cè)

3、向剛度突變，掉層部分的地震反應(yīng)很小，上接地層及以上結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)偏大，上接地柱極易發(fā)生破壞；分配結(jié)構(gòu)、加固結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)、層間隔震結(jié)構(gòu)均能在一定程度上改善無控結(jié)構(gòu)先天存在的側(cè)向剛度不均勻問題，其中層間隔震結(jié)構(gòu)和分配結(jié)構(gòu)的效果較好，但是層間隔震會增大掉層部分的地震反應(yīng)。
　?、诘卣鹱饔孟聼o控結(jié)構(gòu)上接地柱的內(nèi)力最大；層間隔震結(jié)構(gòu)底層柱受到的內(nèi)力最大；分配結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)、加固結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布則較為均勻；在七度罕遇地震作用下，5種結(jié)

4、構(gòu)均未發(fā)生嚴(yán)重破壞，梁端出鉸情況比較理想，除了無控結(jié)構(gòu)上接地柱下部進(jìn)入塑性狀態(tài)之外，其余結(jié)構(gòu)的柱端均未出鉸；當(dāng)輸入地震動的強度調(diào)幅到所對應(yīng)結(jié)構(gòu)的極限破壞狀態(tài)時，5種結(jié)構(gòu)布置形式的破壞均由柱鉸控制，而梁鉸一般只對局部破壞起到作用。
　　③無控結(jié)構(gòu)的IDA曲線存在明顯的轉(zhuǎn)折點，在轉(zhuǎn)折點附近區(qū)域，IDA曲線的斜率急劇變化，結(jié)構(gòu)在一個相對較小的變形范圍內(nèi)發(fā)生了突然性的倒塌；層間隔震結(jié)構(gòu)由于薄弱層轉(zhuǎn)移到掉層部分，屬于隔震層下部結(jié)構(gòu)破壞，這導(dǎo)

5、致隔震支座在充分發(fā)揮隔震效果之前結(jié)構(gòu)便已損壞；分配結(jié)構(gòu)、加固結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)IDA曲線斜率的變化相對無控結(jié)構(gòu)和層間隔震結(jié)構(gòu)要更加平緩，其抗震性能更好；通過對以Sa和PGA為IM參數(shù)的IDA曲線的離散性的對比，發(fā)現(xiàn)選用Sa為IM參數(shù)能夠有效地降低統(tǒng)計結(jié)果的離散性；但是鑒于Sa在受高階振型影響的結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用還有待進(jìn)一步研究，所以在長周期結(jié)構(gòu)中仍最好采用PGA作為IM參數(shù)，同時Sa作為一個與結(jié)構(gòu)第一自振周期密切相關(guān)的參數(shù)，在對不同周期的結(jié)構(gòu)

6、進(jìn)行抗震性能對比時也不建議使用。
　?、芡ㄟ^對5種結(jié)構(gòu)以最大層間位移角θ為DM參數(shù)的50％分位IDA曲線的斜率變化分析，得到了對應(yīng)于基本完好、輕微損傷、生命安全、防止倒塌這4種性能水準(zhǔn)極限狀態(tài)的性能點取值，其中無控結(jié)構(gòu)的變形能力相對較差；通過易損性分析，不同掉層結(jié)構(gòu)抗震性能的差異主要體現(xiàn)在LS和CP兩個性能水準(zhǔn)階段，無控結(jié)構(gòu)、層間隔震結(jié)構(gòu)、加固結(jié)構(gòu)、分配結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的超越概率依次遞減，即結(jié)構(gòu)的安全性依次增加；基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的抗