直接基于位移的PPC框架抗震設(shè)計理論及其初步應(yīng)用研究.pdf

1、地震災(zāi)害給人類帶來了巨大的損失，如何保證大震下的生命安全和減少地震經(jīng)濟(jì)損失已經(jīng)成為抗震設(shè)計的主要目標(biāo)之一?；谖灰频目拐鹪O(shè)計方法能夠滿足業(yè)主不同性能水準(zhǔn)的需求，并且直接以結(jié)構(gòu)位移作為設(shè)計控制參數(shù)，能夠更好的控制結(jié)構(gòu)在地震作用下的變形，進(jìn)而保證抗震目標(biāo)的實現(xiàn)。本文在課題組研究的基礎(chǔ)上，通過理論分析并采用OpenSees軟件進(jìn)行Pushover模擬計算，研究了PPC框架結(jié)構(gòu)直接基于位移的抗震設(shè)計理論及其初步應(yīng)用，對屈服時刻的阻尼比、罕遇地震

2、作用下梁柱等效彈性剛度的折減系數(shù)、同時滿足多個性能水準(zhǔn)要求的設(shè)計方法、目標(biāo)位移如何有效控制等方面進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，指出了目前直接基于位移的抗震設(shè)計方法存在不足之處，并給出了一定的改進(jìn)建議。主要研究工作包括：
　　①屈服剛度。通過收集國內(nèi)多榀單層單跨有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)在水平反復(fù)荷載作用下的滯回曲線并進(jìn)行分析，給出屈服時刻的阻尼比為eq1.0；同時參考我國《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010），建議各個設(shè)防烈度下屈

3、服時刻地震影響系數(shù)最大值max的取值：6度、7度(0.1g)、7度(0.15g)、8度(0.2g)、8度(0.3g)、9度分別為0.11、0.21、0.32、0.42、0.63、0.84；根據(jù)屈服時刻的阻尼比、水平地震作用影響系數(shù)等參數(shù)，通過位移反應(yīng)譜確定屈服剛度。
　　②罕遇地震下梁柱等效彈性抗彎剛度折減系數(shù)。在罕遇地震作用下，梁柱的剛度已經(jīng)退化，所以在進(jìn)行該水準(zhǔn)地震作用下的內(nèi)力計算時應(yīng)該考慮梁柱剛度的退化。本文采用梁柱剛度折減

4、系數(shù)的方法來近似考慮梁柱剛度退化以反映結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下體現(xiàn)出來的非線性特征，以便采用等效彈性方法進(jìn)行罕遇地震作用下內(nèi)力計算。通過對四榀預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行罕遇地震下pushover和折減剛度的等效彈性分析，給出了預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下內(nèi)力計算時，等效彈性剛度折減系數(shù)的取值范圍：梁為0.3~0.45，柱為0.7~0.8。
　?、鄱嘈阅芩疁?zhǔn)的直接基于位移的抗震設(shè)計方法?；跇I(yè)主多個性能水準(zhǔn)的需求，本文提出了一

5、種多性能水準(zhǔn)的直接基于位移的抗震設(shè)計方法：“基本完好”性能水準(zhǔn)下設(shè)計方法與現(xiàn)行規(guī)范基于力的抗震設(shè)計方法相同；“防止倒塌”性能水準(zhǔn)下則采用標(biāo)準(zhǔn)組合，活載組合系數(shù)取為0.5，材料取值均采用標(biāo)準(zhǔn)值，與現(xiàn)行規(guī)范不同之處在于同時考慮內(nèi)力調(diào)整系數(shù)及承載力調(diào)整系數(shù)。然后，針對多個性能水準(zhǔn)要求，分別進(jìn)行各個性能水準(zhǔn)下抗震設(shè)計和非抗震設(shè)計，最后對比各個工況下的梁柱配筋情況，分別選取梁柱配筋的最大值作為最終的配筋結(jié)果。并通過兩榀8度0.2g區(qū)的預(yù)應(yīng)力混凝土

6、框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計實例，初步驗證了本文提出的方法的有效性。
　　④目標(biāo)位移的有效控制。針對性能點位移小于設(shè)計目標(biāo)位移的情況，通過兩榀8度0.2g區(qū)的預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計實例分析，總結(jié)出影響目標(biāo)位移不能有效控制的主要因素有：結(jié)構(gòu)存在著明顯超強(qiáng)及“防止倒塌”性能點時刻的位移模式與設(shè)計位移模式的差異較大。算例通過采用考慮強(qiáng)柱系數(shù)、材料平均值與標(biāo)準(zhǔn)值的差異、承載力調(diào)整系數(shù)、構(gòu)造措施等的折減系數(shù)?的計算公式對基底剪力進(jìn)行折減，同時采用結(jié)構(gòu)