預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)直接基于位移的抗震設(shè)計(jì)方法及其抗震能力研究.pdf

1、基于位移的抗震設(shè)計(jì)理論是20世紀(jì)90年代初美、日等國(guó)家的學(xué)者根據(jù)多年來的震害調(diào)查提出的抗震設(shè)計(jì)思想，現(xiàn)已逐漸成為21世紀(jì)各國(guó)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范修訂的主流方向[15]。基于位移的抗震設(shè)計(jì)的目的是將所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在指定強(qiáng)度地震下的破損狀態(tài)及其造成的經(jīng)濟(jì)損失、人員傷亡等控制在預(yù)期的目標(biāo)范圍內(nèi)，使結(jié)構(gòu)震后的功能得以延續(xù)、維持。
　　 預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)具有大跨度、大空間、自重輕等優(yōu)點(diǎn)，近年來，這種結(jié)構(gòu)體系越來越受到工程界的歡迎。然而由于其自身

2、特點(diǎn)，它在地震區(qū)的應(yīng)用，迄今仍存在較大的爭(zhēng)議。而針對(duì)后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)的基于位移的抗震設(shè)計(jì)方法研究在國(guó)內(nèi)外仍很缺乏，因此，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)直接基于位移的抗震設(shè)計(jì)方法及其抗震能力進(jìn)行研究具有重要意義。
　　 本文在總結(jié)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，闡述了基于位移的抗震設(shè)計(jì)理論及方法，著重探討了直接基于位移的抗震設(shè)計(jì)中若干關(guān)鍵問題的影響因素和改進(jìn)辦法，建立了預(yù)應(yīng)力混凝土框架直接基于位移的抗震設(shè)計(jì)方法，并通過算例的設(shè)計(jì)

3、與pushover分析，對(duì)該方法的有效性及其抗震能力進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。主要研究工作包括：
　　 ①研究了基于能量原理的雙線性滯變模型下的等效阻尼比公式，發(fā)現(xiàn)采用該公式折減規(guī)范彈性反應(yīng)譜所得的等效剛度與相同目標(biāo)位移下模型計(jì)算的等效剛度難以實(shí)現(xiàn)相等，甚至存在較大的差異。因此，本文基于結(jié)構(gòu)反應(yīng)的雙線性滯變模型、能量原理下的等效阻尼比公式、等效彈性位移反應(yīng)譜等，利用迭代計(jì)算，找到了等效彈性位移反應(yīng)譜計(jì)算確定的等效剛度與雙線性滯變模型直接計(jì)

4、算的等效剛度一致的等效單自由體系剛度強(qiáng)化系數(shù)，并由此反求等效剛度，從而給出了與規(guī)范反應(yīng)譜相統(tǒng)一的等效阻尼比與等效剛度計(jì)算方法。
　　 ②采用本文提出的計(jì)算等效剛度的方法，針對(duì)“使用良好”和“防止倒塌”兩個(gè)性態(tài)水準(zhǔn)，進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力混凝土框架直接基于位移的抗震設(shè)計(jì)，較全面地分析了預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)的配筋特點(diǎn)。
　　 ③建立了預(yù)應(yīng)力混凝土框架基于兩階段設(shè)計(jì)理論和截面纖維模型的靜力彈塑性分析方法。對(duì)比研究了抗裂因素、強(qiáng)柱系數(shù)對(duì)預(yù)

5、應(yīng)力混凝土框架的抗震能力的影響，從承載能力、出鉸情況、破壞機(jī)制、變形耗能等方面對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震能力進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。并對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土框架直接基于位移的抗震設(shè)計(jì)方法的有效性進(jìn)行驗(yàn)證，論證了按本文的直接基于位移方法設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力混凝土框架，能夠較理想地實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)要求。
　　 ④闡述了影響框架梁柱變形能力的主要因素，探討了框架側(cè)移與構(gòu)件變形的關(guān)系，建立了典型梁鉸機(jī)制與柱鉸機(jī)制框架的層間側(cè)移與構(gòu)件截面曲率延性之間的定