框剪结构基于Perform-3D程序的抗震性能分析

摘要

框架-剪力墙结构既有框架结构布置灵活、延性好的特点，也有剪力墙结构刚度大、承载力大的特点，因而被广泛地应用于高层建筑中。本文通过实例工程开展对框架-剪力墙结构的性能化抗震分析研究。性能化抗震设计的基本目的是使工程建筑具有可预计的抗震性能，在设计使用期内，建筑遭受不同水准地震作用时，应能达到相应的性能水准，帮助业主和设计者选择和实现针对各种建设项目的不同的性能水平。我国《建筑抗震设计规范》GB50011-2010,新增了建筑抗震性能化设计原则，体现了基于性能的设计思想。
　　 本文以某大学教学办公楼的主体结构为研究对象，对结构进行了多遇地震、设防地震、罕遇地震作用下的地震反应分析，其中设防地震和罕遇地震作用下的非线性分析采用专门研究抗震设计的三维结构非线性分析与性能评估软件Perform-3D进行，并以此来评价此结构的抗震性能，主要内容和结论如下：
　　 1、介绍抗震性能研究常用的分析方法，重点介绍了振型分解反应谱法和Pushover非线性静力弹塑性分析的基本原理和分析过程。
　　 2、利用通用结构分析软件SAP2000对结构进行振型分析，得到了结构的周期、振型等动力特性，并以此分析了结构的刚度和质量的分布的均匀性；对结构进行多遇地震作用下的振型分解反应谱分析，结果表明结构在多遇地震下的变形满足规范变形要求。
　　 3、采用Perform-3D对结构进行设防地震和罕遇地震作用下的Pushover分析，将该结构在设防地震作用下的层间位移角值和基底剪力与多遇地震作用下的结果进行比较，得出：在设防地震作用下结构出现了一定的塑性变形，整体刚度有了一定程度的退化。
　　 4、根据Pushover分析结果分析结构在罕遇地震作用下的变形，结果表明罕遇地震作用下结构变形满足规范要求的弹塑性变形。将结构在罕遇地震作用下的层间位移角值和基底剪力与多遇地震作用下的结果进行比较，得出：在罕遇地震作用下结构出现了较大的塑性变形，整体刚度有了较大程度的退化。
　　 5、分析罕遇地震作用下结构的塑性铰的发展过程和结构主要承重构件的使用率，得出：罕遇地震下框架柱和剪力墙钢筋的最大拉应变均未达到极限拉应变，且混凝土离压碎还有较远的距离，可见框架柱和剪力墙未发生严重破坏，剪力墙和框架柱的破坏属于延性破坏。连梁和框架梁的塑性铰处于生命安全状态和防止倒塌状态之间，可见连梁和框架梁都遭到了破坏，较早的出现了塑性铰，符合“强墙弱连梁”和“强柱弱梁”的抗震要求，在抗震过程中剪力墙充当了第一道防线，框架为第二道防线。