多自由度體系R-μ規(guī)律初步分析及超靜定次數對結構超強的影響.pdf

1、到目前為止，國內外研究者已對單自由度非彈性體系的R-μ-T規(guī)律做了較為充分的研究，得出了趨勢一致的研究結論。而實際結構一般為多自由度超靜定結構，由于設計和構造上一系列因素的影響，其動力反應規(guī)律遠比單自由度體系的復雜。目前國內外對多自由度體系的R-μ規(guī)律的研究工作尚處于初步階段。雖然人們從概念上認為從單自由度體系所得的R-μ規(guī)律原則上適用于多自由度體系，但到目前為止尚缺少有說服力的驗證工作。對多自由度體系已完成的非線性動力分析發(fā)現多自由度

2、體系在地震作用下存在明顯超強，且影響超強的因素較多。 國外抗震設計規(guī)范已將從單自由度體系獲得的研究成果用于工程抗震設計，提出了地震力調節(jié)系數和與之對應的延性等級的3檔可選擇的方案，并根據結構類型、超靜定次數等差異在地震力調節(jié)系數中考慮了不同的超強系數。但這些決策更帶經驗性，因為至今未見對于單自由度非彈性體系獲得的R-μT規(guī)律是否能直接用于多自由度多次超靜定非彈性體系以及R-μ-T規(guī)律與多次超靜定結構超強之間的理論關系做出過有說服

3、力的解釋。 基于上述現狀，本文初步完成了以下研究工作： ①對國內外已完成的少量關于多自由度體系R-μ規(guī)律以及結構超強的研究成果進行總結和評述。 ②通過對賦予不同設計用地震作用水準的9度區(qū)3跨6層鋼筋混凝土框架結構在多條地震波輸入下的非彈性動力反應分析，驗證從單自由度體系所得的R-μ規(guī)律在多自由度體系中的適用性。 ③通過嚴格的R和μ的定義初步考察單質點懸臂柱、單層單跨框架和3跨6層框架結構這三類結構理論R-

4、μ定量關系之間的差異。 ④利用動力推覆分析方法對處于我國不同烈度區(qū)的不同層數和不同跨數的鋼筋混凝土平面框架結構進行超強分析，研究超靜定次數對框架結構超強的影響。 通過以上研究工作，本文獲得主要初步結論是： ①由單自由度體系獲得的R-μ關系的基本趨勢在多數為中長周期的多鉸單自由度體系和多自由度體系中也是存在的。但在多自由度體系中與R對應的μ值在定量上可能會比單自由度體系略大。 ②單層單跨結構具有較高的超強值

5、，而其他多層多跨結構的超強值受結構的層數、跨數以及結構所在的設防分區(qū)的影響不大，主要與地震作用參與組合對結構截面設計是否起控制以及柱抗彎能力增強措施的嚴格程度有關。 ③至少可對單層單跨框架結構取偏保守的超強值為2.0，對其他多層多跨結構，偏保守的超強值可取為1.5。在對應于上述超強的“極限狀態(tài)”下所有的構件均未出現轉動失效，且同一結構中柱相對于梁具有更高的轉動失效風險。除此之外，還發(fā)現了一些對進一步優(yōu)化我國規(guī)范抗震措施可能值得關

6、注的問題： ①國外規(guī)范采用的多檔R<,d>取值方案與對應的多檔延性需求相呼應的做法為設計中面對的多種不同情況提供了選擇余地，有利于優(yōu)化設計。我國規(guī)范對所有的設防烈度區(qū)只取一個R<,d>值(R<,d>=2.86) 的做法與國外多種選擇方案的做法并沒有矛盾，只不過局限性偏大，而且不利于與近年來形成的性態(tài)設計思路相貫通， ②我國9度0.4g區(qū)框架結構使用的柱抗彎能力增強措施對于目前我國規(guī)范取R=2.86的情況可以使框架結