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不规则建筑结构地震反应分析与性能评估的研究

2017-08-09 01:31 摘要：历次地震的震害经验表明，建筑结构的平面规则性对结构的抗震性能有重要影响。因此，对不规则建筑结构设计的抗震性能我们应该提出更高的要求。
关键词：不规则建筑结构；扭转变形；动力弹塑性时程分析；抗震设计 0 引言
随着社会的发展与进步，人们对建筑功能和建筑美学的要求不断提高，我国出现了越来越多型体复杂、结构不对称的建筑，而且不规则建筑结构已经逐渐成为建筑发展的新趋势。近年来，我国历经了多次地震的重创，历次地震的震害经验表明，建筑结构的平面规则性对结构的抗震性能有重要影响。平面较规则的结构在地震作用下扭转反应较小，损伤较轻；而不规则、不连续的结构平面布置所产生的扭转效应导致的结构破坏是相当严重的。因此，对不规则建筑结构设计的抗震性能我们应该提出更高的要求。
1 结构产生扭转反应的原因及判定
1.1 结构本身不规则 结构本身的不规则包括三个方面：第一是楼层质心的偏移，这是由于质量分布的随机性造成的，主要表现在结构自重和荷载的实际分布变化，质量中心与结构的几何中心不重合，存在一定程度的偏离；第二，由于施工工艺和条件的限制、构件尺寸控制的误差、结构材料性质的变异性、构件受荷历程的不同、构件实际的边界条件与设想的差别等因素，使刚度存在不确定性，造成的刚度中心偏移；第三是结构刚度退化的不均匀，当结构进入弹塑性阶段时，本来是规则对称的结构，也会出现随变形形态而变化的扭转效应。例如，结构某一角柱进入弹塑性状态，它的刚度较弹性阶段时小，而其他的角柱可能仍处于弹性阶段，这时，刚度分布在结构平面内发生了变化，导致刚度不对称，使结构产生扭转反应。[1] 内容来自www.nseac.com
1.2 扭转不规则的判定 建筑结构的平面不规则性大致可以分为三种：一是平面形状不规则，也称为凹凸不规则；二是楼板局部不连续，连接较弱；三是抗侧力体系布置引起的扭转不规则。国内外的建筑规范都是从不规则结构的震害实际调查着手，考虑地震作用的不确定性和地震效应计算的不完整性，对结构的不规则性给出了判别的准则。在这三种不规则性中，平面形状不规则和楼板局部不连续的判别比较直观。而扭转不规则，是结构平面不规则最重要的控制指标，需要进行分析计算来判别。
1.3 判定指标——位移比值 由不规则结构的地震反应特征入手，通过分析质量和刚度平面分布，确定结构反应，计算扭转变形与侧向变形的相对大小，通过扭转位移比值来判别结构的不规则性。如果结构扭转变形太大，会造成边缘构件变形过大，进而过早的进入破坏状态，造成局部倒塌继而可能引起整体结构倒塌，这样的破坏机制难以实现整体结构的延性，对结构抗震十分不利。因此，控制扭转位移比值是需要我们高度重视的工作之一。
2 我国不规则结构的抗震设计方法
针对不规则结构进行抗震设计主要有地震反应分析方法和构造措施两个方面。我国现行规范采用扭转耦联振型分解反应谱法时，考虑了结构的实际偏心，但没有考虑结构的偶然偏心；只有在计算地震扭转作用时考虑结构的偶然偏心。我国通常采用的抗震设计方法有：①等效静力法；②振型分解反应谱法。
在采用振型分解反应谱方法计算地震作用效应时，对于单向水平地震效应组合方法，我国新建筑规范中增加了考虑两个主轴方向同时施加地震作用，以及双向水平地震作用效应的组合，即取一个方向100％的值与另一个方向85％的值的“平方和平方根组合”。由此可见，我国对建筑结构抗震性能提出了越来越高的要求。[2] 共2页: 1 [2] 下一页 论文出处(作者): （科教范文网http://fw.NSEAC.com编辑发布）
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