建筑结构平面形状对结构抗倒塌能力的影响

摘要

按照现行我国规范的要求,设计了平面形状分别为矩形和L形的2组钢筋混凝土框架结构,变化的主要参数分别为矩形平面的长宽比、L形平面的外凸长度与相应投影方向总尺寸的比值。采用OpenSees建立了各组结构的三维有限元计算模型,参考FEMA P695提供的方法对结构进行增量动力分析,得出了各个结构的最大层间位移角-与第一自振周期谱加速度值关系曲线,进而计算了罕遇地震时的抗倒塌储备系数CMR和倒塌概率,研究了上述各设计变化参数对结构抗倒塌能力的影响规律,并对比L形平面结构设置抗震缝与不设置抗震缝抗倒塌储备系数的变化情况。结果表明：矩形平面结构随着平面长宽比的增加,结构的抗倒塌能力逐渐降低;随着L形平面凸出长度与相应投影方向总尺寸比值的增加,结构的抗倒塌能力先增加、后减小,但总体变化不显著;对于平面形状为L形的结构,不设抗震缝的平面不规则结构与设置抗震缝的平面规则结构相比,结构的抗倒塌能力变化不显著,因此,从抗倒塌能力的角度看,对于L形平面建议不需要设置抗震缝。