基于构件变形性能评估的RC框架结构中震与小震设计对比研究

发布时间：2020-03-29 23:51

【摘要】：基于性能的抗震设计方法目前在国际抗震设计领域处于较为前沿的地位,美日澳新欧等国家和地区的抗震设计规范中均体现了该思想。我国现行规范也提出了“结构抗震性能设计”的概念,但尚存在众多不完善之处。目前,我国采用小震进行结构抗震设计,却将中震作为“设防地震”;另外,国外主流抗震规范均采用50年超越概率为10%的地震作用作为设计地震,相当于我国中震水平。可见,中震设计具有一定的合理性。作为我国规范抗震性能化设计重要环节的中震设计,务必引起足够的重视。本文详细对比了小震设计与中震设计的各项内容,相关规范包括《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)、《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)和广东省行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(DBJ15-92-2013),研究内容和主要结论如下:(1)总结中震性能设计与小震常规设计要点,对比各规范地震荷载效应组合表达式,详细论述公式中各参数取值原理,研究了不同设计方法对框架梁、框架柱承载力需求的影响。(2)建立18组不同结构高度、设防烈度和场地土类型的YJK典型RC框架结构模型,每组按小震、高规中震、省高规中震3种方法进行截面设计,发现采用中震方法设计RC框架结构将导致梁、柱构件截面尺寸的增大和纵筋配筋量的增多。(3)将18×3=54个结构模型导入PERFORM-3D有限元软件,采用拟合系数法为每个结构选出14条地震波,进行罕遇地震作用下的结构弹塑性时程分析。得到了各构件剪跨比和弯剪比的分布规律,并采用基于构件变形的RC结构抗震性能评估方法对比构件性能水准变化情况。结果表明,RC框架结构均满足“大震不倒”的设防要求,中震与小震设计的框架柱性能相近,但中震设计的框架梁性能状态优于小震设计。(4)在罕遇地震PGA的基础上继续加大地震力,采用第一竖向构件失效准则作为结构倒塌的判定依据,基于IDA方法对结构进行倒塌易损性分析。指出三种方法设计的RC框架结构抗倒塌能力强弱:省高规中震高规中震小震,但当结构层数较多、场地土条件较差、抗震设防烈度较高时,采用中震设计反而会降低结构的抗倒塌能力。
【图文】：

模型对比,研究思路,弹性计算,异同

图 1-1 本文研究思路建立弹性计算模型对比结构设计异同。利用 YJK 结构设计软件建立度、设防烈度和场地土类别的典型 RC 框架结构模型，分别按小震、高规震 3 种设计方法进行截面配筋计算，得到总计 54 个结构模型。研究了件截面尺寸的影响，并分别统计了梁、柱构件纵筋和箍筋钢筋用量的变引入抗震性能化评估和结构弹塑性时程分析的方法工具。总结作者所

种性,构件,损伤状态,严重损坏

2010 版《高规》性能设计方法已划分了结构抗震的能水准等级，分别指明了每个水准下各结构构件的宏观震后共分 5 种损伤状态，分别是无损坏、轻微损坏、轻度损坏、”性能状态是指，构件仍处于弹性状态，以构件进入屈服为该坏”性能状态是指，构件没有发生倒塌，尚未完全失去承载下降 20%。其他几个损伤状态，《高规》并没有给出明确的了增加结构抗倒塌评估的准确性和完整性，在规范的基础上倒塌”2 个损伤状态，至此形成“无损坏”、“轻微损坏”、“轻较严重损坏”、“严重损坏”、“倒塌”7 种损伤状态的构件抗图 4-1 所示。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU375.4;TU352.11

【参考文献】