多肢剪力墙结构延性破坏机构的可靠度分析

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多肢剪力墙结构的良好抗侧力能力使其在高层建筑中应用广泛;在抗震设计中,剪力墙结构的延性设计目标——“强墙弱梁”、“强剪弱弯”,对人民生命财产意义重大。现行规范通过系数调幅法来实现多肢剪力墙结构的延性设计目标,但是经验系数的确定较少被相关理论或实验支持验证,多肢剪力墙结构延性破坏机构的具体可靠度水平尚不明确。应用结构可靠度理论分析一典型的三肢剪力墙结构(α=8.51)延性破坏机构的可靠度水平,总结主要内容如下:(1)全面表述了多肢剪力墙结构的基本设计方法和规范规定的系数调幅延性设计原则。采用经验系数设计的多肢剪力墙结构能否达到其延性设计目标,需运用可靠度理论证明。(2)根据结构力学理论转化了连梁梁端塑性铰的模型,以“强墙弱梁”的延性设计要求构建了多肢剪力墙结构延性破坏机构的可靠度分析模型。论文的可靠度分析基本方法是运用ANSYS有限元软件分析梁端塑性铰形成前后墙肢底端弯矩,求得抗力R和效应Si,建立结构最可能失效模式对应的功能函数,计算可靠指标。(3)当活恒比ρ值变化时,多肢剪力墙结构的延性破坏机构可靠指标与ρ值成反比关系,ρ值在10%~50%范围内增大,可靠指标在2.0753~2.1596内减小。当连梁屈服形成塑性铰的楼层位置变化时,结构延性破坏机构的可靠指标在1.9499~2.1596范围内变化;结构上部连梁屈服严重,相对应的延性破坏机构的可靠指标最大。上述两种因素变化时,结构延性破坏机构的可靠度水平均高于正常使用极限状态的可靠度水平。当活恒比ρ值和梁端塑性铰的楼层位置变化时,多肢剪力墙结构延性破坏机构的可靠指标变化规律表明现行规范经验系数调幅法是有效的,能够满足多肢剪力墙的延性设计目标——“强墙弱梁”、“强剪弱弯”;并在具体可靠度量值上强有力地证明经验系数调幅设计延性多肢剪力墙的合理性,深化了对标准规范的认识,可以更好地指导实际工程设计。此可靠度分析模型的设计方法具有普遍适用性,亦可应用于其他类型结构的可靠度校核。
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