基于构件变形的剪力墙结构抗震性能研究

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现行《建筑抗震设计规范》[1](GB50011-2010)继续沿用“三水准,两阶段”的结构抗震设计方法。该方法采用小震计算结果配筋和相应的构造措施,在很大程度上能够保证结构“大震不倒”,却无法给出结构在大震作用下的真实破坏情况和性能。随着基于性能的结构抗震设计思想的发展,原有设计方法的弊端逐渐显现,如何对结构抗震性能做出更加准确的评估,从而弥补现有设计方法的不足,成为基于性能的结构抗震设计中亟待解决的问题。基于构件的变形性能,能够更加准确地获得结构的真实破坏状况,评估按现行规范设计的结构实际抗震能力,检验规范抗震措施的合理性,为基于性能的结构抗震设计提供可行的方法和思路。本文基于结构非线性分析与性能评估软件PERFORM-3D,利用基于构件变形的结构性能评估方法,研究了剪力墙结构的抗震性能,主要包括以下研究内容:1.立足于基于性能的抗震设计思想,搜集已有研究成果和震害实例,指出了现行设计方法的不足之处,并提出了基于构件变形的结构抗震性能判定准则和评估方法。2.按照现行设计规范规程要求,分不同场地、设防烈度、高度等设计了27个有代表性的剪力墙结构;对结构进行罕遇地震下弹塑性时程分析,并利用基于构件变形的结构抗震性能评估方法对该批结构进行安全性评估,得出按场地周期0.35s和0.45s设计的结构都能满足本文提出的结构性能要求,场地周期为0.65s的结构抗震性能不足。3.对按0.35s和0.45s场地周期设计的结构进行增量动力分析,利用本文提出的结构性能判定准则,研究了现行规范设计的剪力墙结构的抗大震能力储备,得出剪力墙结构的抗大震能力储备系数基本都在1.2~1.4之间或以上,表明剪力墙结构具有一定的抵抗超大地震的能力。
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