L型RC框架結(jié)構(gòu)抗震薄弱環(huán)節(jié)初步研究.pdf

1、RC框架結(jié)構(gòu)在我國(guó)應(yīng)用廣泛?？蚣芙Y(jié)構(gòu)可通過對(duì)各榀框架的合理布置獲取較大的建筑使用空間以及靈活的空間安排，故被廣泛的應(yīng)用于教學(xué)樓、醫(yī)院、商場(chǎng)等建筑。其中，教學(xué)樓是教書育人的場(chǎng)所，其人員密集，且教學(xué)樓內(nèi)絕大部分為自救自助能力較差的青少年學(xué)生;再者教學(xué)樓也常作為抗震救災(zāi)的應(yīng)急避災(zāi)場(chǎng)所，一旦在地震中發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞，勢(shì)必會(huì)造成大量的人員傷亡也會(huì)在一定程度上影響抗震救災(zāi)工作的有效進(jìn)行，可能會(huì)造成更大的損失。矛盾的是，框架結(jié)構(gòu)容易發(fā)生應(yīng)力集中、側(cè)向剛度

2、小、承載力相對(duì)較低等缺點(diǎn)，又使框架結(jié)構(gòu)成了在地震災(zāi)害中受損較為嚴(yán)重的建筑類型之一。由于人類對(duì)建筑物美觀和藝術(shù)欣賞的需要，以及建筑場(chǎng)地條件的限制、建筑使用功能的要求等現(xiàn)實(shí)條件的限制，在實(shí)際使用中會(huì)出現(xiàn)一些平面布置不規(guī)則的建筑。而此類建筑不規(guī)則的特性，會(huì)使其剛度中心和質(zhì)心偏離較大、受力情況更加復(fù)雜，在地震作用下，會(huì)出現(xiàn)更大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)和更多的應(yīng)力集中效應(yīng)，更容易造成局部或者整體倒塌等嚴(yán)重破壞。
　　本文提出了使用有限元非線性時(shí)程分析來進(jìn)

3、行研究的方法來分析平面布置不規(guī)則框架結(jié)構(gòu)教學(xué)樓的抗震性能和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)以及找出此類結(jié)構(gòu)的抗震薄弱環(huán)節(jié)，即:本文從實(shí)際出發(fā)，以蘆山中學(xué)教學(xué)樓為原型，設(shè)置六棟不同的L型平面布置的框架結(jié)構(gòu)教學(xué)樓，并通過最不利地震的方法和實(shí)際驗(yàn)算比較選取使結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)最大的地震動(dòng)記錄，最終選取于1949年，在Olympia Hwy Test Lab觀測(cè)站點(diǎn)記錄的Western Washington地震動(dòng)作為輸入地震動(dòng)，且輸入方式為356分量沿模型X軸方向輸入，86

4、分量沿模型Z軸方向輸入。將該地震動(dòng)調(diào)幅至多遇地震、設(shè)計(jì)地震、罕遇地震、超罕遇地震所對(duì)應(yīng)的PGA輸入6個(gè)工況模型進(jìn)行時(shí)程分折，并以結(jié)構(gòu)的層扭轉(zhuǎn)角的大小表示結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的強(qiáng)弱，以結(jié)構(gòu)的層間位移角表示結(jié)構(gòu)整體變形的大小，以各框架柱混凝土的壓損傷值表達(dá)各框架柱的破壞情況。
　　通過使用本文中的研究方法進(jìn)行計(jì)算和分析，得出以下結(jié)論:
　　1.本文選取地震動(dòng)時(shí)，通過將一條地震動(dòng)水平兩個(gè)分量交換輸入結(jié)構(gòu)的水平兩個(gè)垂直方向，得到的結(jié)構(gòu)的層

5、扭轉(zhuǎn)角各不相同，證明對(duì)同一條地震動(dòng)記錄，其水平分量的輸入方式不同，對(duì)結(jié)構(gòu)的影響也不同，故在抗震研究以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中使用時(shí)程分析法進(jìn)行補(bǔ)充驗(yàn)算、抗震復(fù)核時(shí)，選取地震動(dòng)過程中應(yīng)當(dāng)考慮地震動(dòng)輸入的方向性。
　　2.證實(shí)了對(duì)于L型平面布置不規(guī)則的RC框架結(jié)構(gòu)，其偏心程度越大，則結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)越強(qiáng)，且整體的破壞也越嚴(yán)重。并且，本文得到了L型RC框架結(jié)構(gòu)的整體變形與扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的關(guān)系符合三次函數(shù)。
　　3.在地震作用下，L型框架結(jié)構(gòu)教學(xué)樓的薄

6、弱部位是長(zhǎng)邊方向的邊榀框架的柱和外側(cè)拐角處及附近的柱;通過對(duì)比分析，得出了調(diào)整L型框架結(jié)構(gòu)薄弱部位分布和降低此類結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的方法，即:可以通過適當(dāng)?shù)母淖兡承┲慕孛娉叽绲姆椒▉碚{(diào)整受損框架柱的分布。若是增大短邊方向邊榀框架柱的截面尺寸，則在超罕遇地震下結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)會(huì)增大30％以上，最危險(xiǎn)柱的損傷會(huì)增大10％左右。若是增大長(zhǎng)邊方向的邊榀框架柱的截面尺寸，則在超罕遇地震下結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)能降低18％左右，最危險(xiǎn)柱的損傷會(huì)降低20％左右;且