掉層框架結(jié)構(gòu)在雙向地震輸入下的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)分析.pdf

1、山地掉層結(jié)構(gòu)由于存在基底的不等高約束，造成的質(zhì)量中心與剛度中心不重合將引起顯著的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，從而加劇結(jié)構(gòu)在地震作用下的震害。針對(duì)普通結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)與控制方法的研究已有系統(tǒng)結(jié)論，但掉層結(jié)構(gòu)在偏心類型與破壞模式等方面與普通結(jié)構(gòu)存在較大差異，針對(duì)其在大震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)研究尚處于起步階段，迫切需要理論研究為實(shí)際工程設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)在彈性及彈塑性狀態(tài)下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；考察了

2、質(zhì)量偏心、剛度偏心、強(qiáng)度偏心及長(zhǎng)寬比等因素對(duì)掉層結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響特點(diǎn)；提出了掉層結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)方法的有效性。
　　基于以上研究，本文主要結(jié)論如下：
　?、俚魧咏Y(jié)構(gòu)在地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)顯著大于普通結(jié)構(gòu)，扭轉(zhuǎn)位移比在上接地層均超規(guī)范限值，從結(jié)構(gòu)損傷控制的角度，掉層結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)位移比應(yīng)被控制在1.65以內(nèi)。在彈性反應(yīng)階段，單、雙向地震輸入下的層間扭轉(zhuǎn)角一致。<

3、br>　?、诘魧咏Y(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)隨靜力偏心距的增加而顯著增大。雙向地震輸入時(shí)的層間扭轉(zhuǎn)角放大系數(shù)在0.95到1.25之間，結(jié)構(gòu)損傷較單向輸入時(shí)顯著增大。大震作用下未實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”的破壞模式，上接地柱的破壞最為嚴(yán)重，應(yīng)引起高度關(guān)注。
　?、蹚?qiáng)度偏心對(duì)典型掉層結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)影響并不顯著，對(duì)于將靜力偏心距調(diào)小之后的掉層結(jié)構(gòu)而言，以剛心為原點(diǎn)的強(qiáng)度偏心距為靜力偏心距的1.3倍左右時(shí)，扭轉(zhuǎn)反應(yīng)最小。
　?、茉谠O(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮豎向構(gòu)件進(jìn)入彈塑

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