竖向不规则混凝土框架结构抗震性能评估方法#
摘要:考虑结构在地震作用下不同反应阶段的动力特性,根据结构的振型分析,采用振型反应谱法,建立了结构在不同地震作用水平下的弹塑性需求曲线族,即结构的层间剪力-层间位移需求曲线,结合结构的能力曲线,提出了以楼层为研究对象的层间能力谱法。通过对一个竖向不规则框架结构的抗震性能进行评估,对层间能力谱法的使用方法和应用原理进行了详细的阐述,并与能力谱法果进行了对比,结果表明层间能力谱法可以有效的判别出结构的薄弱层、识别结构各楼层在地震作用下所处的受力状态。
关键词:结构工程;基于性能的抗震评估;竖向不规则结构;层间需求曲线;层间能力谱法
0 引言
基于性能的抗震评估方法可以充分地了解结构的非线性地震反应,进而对结构的抗震性能特别是在弹塑性阶段的抗震能力进行评估。目前,最为常用的方法就是能力谱法(或改进的能力谱)。能力谱法可以用来评价在强地震作用下结构的非线性变形行为状态,并可对结构满足不同水平目标位移需求的抗震能力进行评估[1-6]。然而,能力谱法中结构能力曲线的建立是由结构的顶点位移-基地剪力表示的,在评估结构的抗震性能时,利用结构的顶层地震反应来评估整个结构的抗震性能,这对层数不多的规则结构不会产生多大的误差,而对不规则结构则不再适用。本文针对竖向不规则结构的特点,考虑结构在地震作用下不同反应阶段的动力特性,对能力谱法进行改进,提出了竖向不规则结构抗震评估的层间能力谱法,方法不仅可以判别出结构的薄弱层,而且可以给出每一层的抗震能力评估结果。
3 结论
层间能力谱法以结构的各楼层为评估单位,使用的是层间位移以及层间剪力作为楼层的能力和需求参数。层间能力谱法中的层间需求曲线考虑了结构在地震作用下在不同阶段的动力特性,包括弹性阶段、屈服阶段、初始破坏阶段和最终破坏阶段,是一组考虑不同地震水平的弹塑性需求曲线族。层间能力曲线的建立依靠的是非线性静力分析,并且采用的水平侧向力分布模式考虑了楼层刚度的影响。以一个竖向不规则框架结构为例,对层间能力谱法的使用方法和应用原理进行了详细的阐述,并与能力谱法进行了对比,结果表明,层间能力谱可以有效的判别出结构的薄弱层、识别结构各楼层在地震作用下所处的受力状态。
[参考文献] (References)
[1] S. A. Freeman. Development and use of capacity spectrum method[A].Proceedings of 6th US Conference on
Earthquake Engineering[C].Washington,Seattle, 1998.27-49.
[2] P. Fajfar. Capacity spectrum method based on inelastic demand spectra[J]. Earthquake Engineering and
Structural Dynamics, 1999, 28(1): 979-993.
[3] Chopra A. K, Goel R.K. A modal pushover analysis procedure for estimating seismic demands for buildings [J].
Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 2002, 31 (3): 561-582.
[4] Chopra, A. K., Goel, R. K. Direct displacement-based design: use of inelastic vs. elastic design spectra[J].
Earthquake Spectra, 2001, 17(1): 47-65.
[5] 王威,孙景江. 基于改进能力谱方法的位移反应估计[J]. 地震工程与工程振动,2003,23(6):37-43.
[6] 史庆轩,门进杰. 建筑结构基于性能的抗震评估的等ξy 延性谱法[J]. 地震工程与工程振动, 2007,27(1):54-58.
[7] 门进杰,史庆轩,周琦. 建筑结构考虑刚度变化的Pushover 水平侧向力分布[J].哈尔滨工业大学学报,2009,41(10):184-187.
[8] 门进杰. 不规则钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震设计理论和方法[D]. 西安:西安建筑科技大学,2007.
学术论文网Tag:
|