现行规范关于钢筋混凝土不规则空间框架抗扭设计安全性的初步评价

摘要

扭转效应是引起建筑物地震破坏的重要因素之一，因而扭转问题一直是结构抗震领域研究的重要课题。由于结构地震反应的平—扭耦联振动是三维空间动力反应问题，结构试验研究受到试验规模和数量的限制，因而主要是依靠结构动力分析手段对其进行计算机模拟分析研究。对于不规则结构，我国目前事实上只能做到一阶段设计，我国现行规范中有关抗扭设计的方法在设防地震和罕遇地震作用下的效果到底如何，有待通过三维非线性地震反应模拟给出一些定量的分析。 本文对比了我国新、旧建筑抗震设计规范(GB50011-2001、GBJ11-89)以及国外设计规范(或指南)中关于结构扭转效应与抗扭设计的相关规定；按照新建筑抗震设计规范和混凝土结构设计规范(GB50010-2002)，设计了设防烈度分别为8度和9度的两个多层钢筋混凝土不规则空间框架结构，利用纤维模型梁柱单元的三维非线性动力分析程序，根据新抗震设计规范的要求，在设防地震作用和罕遇地震作用水准下选择适当的地震波作为输入，对结构进行了双向地震作用下的三维非线性动力反应分析。通过对分析结果的归纳整理，考察了按照新规范设计的这一类不规则框架结构的总体抗震性能；验证了结构各自在中震和大震作用下抗扭设计方法和措施的安全性，对结构在平—扭耦联振动下能否达到“中震可修”、“大震不倒”的抗震设防目标进行了初步评价；同时也对这一类不规则钢筋混凝土框架结构在地震作用下的三维非线性动力扭转反应规律作了初步的探讨。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1引起结构扭转振动的因素

1.2扭转效应研究的特点和现状

1.3我国及其他国家规范关于结构扭转效应与抗扭设计的规定

1.3.1我国规范关于结构扭转效应与抗扭设计的规定

1.3.2其他国家规范关于结构扭转效应与抗扭设计的规定

1.3.3小结

1.4本文的主要研究内容

2不规则结构扭转作用和扭转效应的分析方法

2.1弹性分析的方法

2.2非线性分析的方法(模型)

2.2.1结构模型

2.2.2单元模型

2.2.3恢复力模型

2.3本文所采用的纤维模型简介

2.3.1钢筋混凝土纤维模型梁柱单元

2.3.2材料的本构关系

2.3.3本方法的主要优缺点

3框架计算实例的设计

3.1结构方案与概况

3.2内力与位移的计算

3.3内力的组合

3.4组合内力的调整

3.5结构的配筋

4非线性动力分析的准备

4.1非线性分析模型的建立与输入

4.1.1施加在结构上的荷载与质量

4.1.2混凝土与钢筋的强度及弹性模量

4.1.3混凝土与钢筋本构模型中的其他参数

4.1.4瑞雷(Raleigh)阻尼系数的确定

4.1.5柱、梁纤维截面的划分

4.2截面纤维应变(应力)的输出

4.3地震波的选取与输入

4.3.1选波原则

4.3.2本文所选地震波

4.3.3对所选地震波产生的结构底部弹性剪力验算

4.3.4地震波其它参数的确定

4.4其它

5非线性地震反应分析及结果

5.1结构地震破坏程度的评价

2.2考察的部位及相关的说明

5.3在设防地震作用下结构的反应

5.3.1 8度区结构的反应

5.3.2 9度区结构的反应

5.4在罕遇地震作用下结构的反应

5.4.1 8度区结构的反应

5.4.2 9度区结构的反应

5.5计算分析结果的小结

5.5.1设防地震输入下的反应结果小结

5.5.2罕遇地震输入下的反应结果小结

5.6对结构反应的评价

5.6.1按总体失效准则

5.6.2从构件的局部反应来看

6结语

6.1本文取得的初步结果

6.2需要进一步研究的工作

致谢

参考文献