直接基于位移的PPC框架抗震設計理論及其初步應用研究.pdf

1、地震災害給人類帶來了巨大的損失，如何保證大震下的生命安全和減少地震經濟損失已經成為抗震設計的主要目標之一?；谖灰频目拐鹪O計方法能夠滿足業(yè)主不同性能水準的需求，并且直接以結構位移作為設計控制參數(shù)，能夠更好的控制結構在地震作用下的變形，進而保證抗震目標的實現(xiàn)。本文在課題組研究的基礎上，通過理論分析并采用OpenSees軟件進行Pushover模擬計算，研究了PPC框架結構直接基于位移的抗震設計理論及其初步應用，對屈服時刻的阻尼比、罕遇地震

2、作用下梁柱等效彈性剛度的折減系數(shù)、同時滿足多個性能水準要求的設計方法、目標位移如何有效控制等方面進行了進一步的研究，指出了目前直接基于位移的抗震設計方法存在不足之處，并給出了一定的改進建議。主要研究工作包括：
　?、偾偠?。通過收集國內多榀單層單跨有粘結預應力混凝土框架結構在水平反復荷載作用下的滯回曲線并進行分析，給出屈服時刻的阻尼比為eq1.0；同時參考我國《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010），建議各個設防烈度下屈

3、服時刻地震影響系數(shù)最大值max的取值：6度、7度(0.1g)、7度(0.15g)、8度(0.2g)、8度(0.3g)、9度分別為0.11、0.21、0.32、0.42、0.63、0.84；根據(jù)屈服時刻的阻尼比、水平地震作用影響系數(shù)等參數(shù)，通過位移反應譜確定屈服剛度。
　　②罕遇地震下梁柱等效彈性抗彎剛度折減系數(shù)。在罕遇地震作用下，梁柱的剛度已經退化，所以在進行該水準地震作用下的內力計算時應該考慮梁柱剛度的退化。本文采用梁柱剛度折減

4、系數(shù)的方法來近似考慮梁柱剛度退化以反映結構在罕遇地震作用下體現(xiàn)出來的非線性特征，以便采用等效彈性方法進行罕遇地震作用下內力計算。通過對四榀預應力混凝土框架結構分別進行罕遇地震下pushover和折減剛度的等效彈性分析，給出了預應力混凝土框架結構在罕遇地震作用下內力計算時，等效彈性剛度折減系數(shù)的取值范圍：梁為0.3~0.45，柱為0.7~0.8。
　?、鄱嘈阅芩疁实闹苯踊谖灰频目拐鹪O計方法?；跇I(yè)主多個性能水準的需求，本文提出了一

5、種多性能水準的直接基于位移的抗震設計方法：“基本完好”性能水準下設計方法與現(xiàn)行規(guī)范基于力的抗震設計方法相同；“防止倒塌”性能水準下則采用標準組合，活載組合系數(shù)取為0.5，材料取值均采用標準值，與現(xiàn)行規(guī)范不同之處在于同時考慮內力調整系數(shù)及承載力調整系數(shù)。然后，針對多個性能水準要求，分別進行各個性能水準下抗震設計和非抗震設計，最后對比各個工況下的梁柱配筋情況，分別選取梁柱配筋的最大值作為最終的配筋結果。并通過兩榀8度0.2g區(qū)的預應力混凝土

6、框架結構的設計實例，初步驗證了本文提出的方法的有效性。
　　④目標位移的有效控制。針對性能點位移小于設計目標位移的情況，通過兩榀8度0.2g區(qū)的預應力混凝土框架結構的設計實例分析，總結出影響目標位移不能有效控制的主要因素有：結構存在著明顯超強及“防止倒塌”性能點時刻的位移模式與設計位移模式的差異較大。算例通過采用考慮強柱系數(shù)、材料平均值與標準值的差異、承載力調整系數(shù)、構造措施等的折減系數(shù)?的計算公式對基底剪力進行折減，同時采用結構