典型山地RC框架結(jié)構(gòu)的地震損傷機(jī)理.pdf

1、掉層框架結(jié)構(gòu)作為山地建筑中的典型結(jié)構(gòu)形式而得到了廣泛應(yīng)用。掉層框架結(jié)構(gòu)的不等高接地方式，使其受力性能與普通框架結(jié)構(gòu)有顯著差異，目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)山地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范，山地框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論體系研究嚴(yán)重滯后于工程實(shí)踐的需要。同時(shí)，由于結(jié)構(gòu)多維理論的研究進(jìn)展緩慢以及單元力學(xué)模型難以充分模擬框架柱的雙向壓彎耦合等關(guān)鍵問(wèn)題的影響，結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析長(zhǎng)期以平面模型為主要研究對(duì)象，針對(duì)模型化方法對(duì)山地框架結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的影響分析則更少，因此，

2、研究山地框架結(jié)構(gòu)平面模型與空間模型地震反應(yīng)的相關(guān)性很有必要。
　　本文以8度0.2g區(qū)的空間掉層框架結(jié)構(gòu)以及沿縱坡向（X向）和橫坡向（Y向）提取的平面掉層框架結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，采用結(jié)構(gòu)非線性分析與性能評(píng)估軟件Perform-3D，從整體和局部?jī)蓚€(gè)層次上，討論與評(píng)價(jià)了空間掉層框架結(jié)構(gòu)在3組近斷層地震動(dòng)和3組遠(yuǎn)場(chǎng)地震動(dòng)輸入下的抗震性能，分析了近場(chǎng)脈沖對(duì)山地框架結(jié)構(gòu)的影響；同時(shí)，以單向地震動(dòng)輸入下的空間掉層框架結(jié)構(gòu)作為對(duì)比的橋梁，研究了雙

3、向地震作用下的空間掉層框架與平面框架的地震反應(yīng)的相關(guān)性。
　　通過(guò)本文的研究，得到如下主要結(jié)論：
　?、傧啾扔谶h(yuǎn)場(chǎng)地震動(dòng)，含速度脈沖的近斷層地震動(dòng)的低頻分量豐富，對(duì)中長(zhǎng)周期（大于0.9s）結(jié)構(gòu)產(chǎn)生更不利的影響；而遠(yuǎn)場(chǎng)地震動(dòng)的高頻分量較豐富，對(duì)短周期（小于0.9s）結(jié)構(gòu)有較強(qiáng)的破壞作用。含速度脈沖的近斷層地震動(dòng)對(duì)空間掉層結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)（即結(jié)構(gòu)的整體反應(yīng)指標(biāo)和局部反應(yīng)指標(biāo)）均有不同程度的放大作用。單從近斷層地震作用下空間掉層結(jié)構(gòu)

4、的最大層間位移角指標(biāo)（超過(guò)中國(guó)抗規(guī)規(guī)定的層間塑性位移角1/50的限值）來(lái)看，現(xiàn)行規(guī)范對(duì)近斷層地震動(dòng)的脈沖效應(yīng)考慮是不夠充分的。同時(shí)，近場(chǎng)區(qū)顯著的豎向地震動(dòng)使掉層框架柱中的軸力劇烈變化，并將明顯影響框架柱的抗彎承載能力及抗剪承載能力，且其承載能力可能由拉-彎和拉-剪狀態(tài)控制。
　　②從掉層結(jié)構(gòu)的位移反應(yīng)和剪力反應(yīng)可以看出，空間掉層框架結(jié)構(gòu)的縱坡向（X向）地震反應(yīng)分析結(jié)果與沿縱坡向提取的平面掉層框架結(jié)構(gòu)的分析結(jié)果較為接近；而空間掉層框

5、架的橫坡向（Y向）地震反應(yīng)分析結(jié)果與沿橫坡向提取的平面框架的分析結(jié)果差異較大。可認(rèn)為：用沿縱坡向（X向）提取的掉層平面框架的分析結(jié)果來(lái)代替空間掉層框架縱坡向（X向）的相關(guān)反應(yīng)是可行的；而用沿橫坡向（Y向）提取的平面掉層框架的分析結(jié)果來(lái)代替空間掉層框架的橫坡向（Y向）的相關(guān)反應(yīng)卻是有問(wèn)題的。
　?、劭疾殡p向地震輸入下空間掉層框架的縱坡向（X向）、單向（沿縱坡向）地震輸入下的空間掉層框架及沿縱坡向（X向）提取的平面框架的局部反應(yīng)指標(biāo)可

6、以看出，三者的桿端出鉸率、桿端轉(zhuǎn)角程度分布范圍及塑性鉸分布規(guī)律較為一致；三者均形成了較為典型的“梁柱鉸”混合機(jī)構(gòu)，梁鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)程度明顯高于柱鉸，多為雙向出鉸且分布較為均衡；柱端多為單側(cè)出鉸，且出鉸較為不均衡，其主要損傷均出現(xiàn)在上接地層上接地柱下端。雙向地震作用下，前者的柱端出鉸數(shù)量、轉(zhuǎn)動(dòng)程度及層累積轉(zhuǎn)角均明顯高于其余兩者；三者的梁鉸特征較為類(lèi)似；單向地震作用下空間掉層框架的梁柱桿端出鉸數(shù)量、桿端轉(zhuǎn)動(dòng)程度以及梁柱層累積轉(zhuǎn)角均介于上述兩者之間