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抗震设计能够有效提高建筑物的抗震防倒塌能力,减轻地震灾害。当前,“一致风险”抗震设防思想成为国际最新动态,对我国现行抗震规范的三水准设防对策和抗震设计方法提出了更高要求。具有“一致危险”的地震动参数是研究建筑物一致倒塌风险抗震设计方法的基础,然而我国现行规范给出的三水准地震动参数并未充分考虑地震危险性特征的地区差异,罕遇地震动也不具有统一的超越概率水准。此外,三水准设防提出了“大震不倒”的要求,总体上仍然是一种基于概念设计和工程经验的定性设计方法,缺乏整体结构抗地震倒塌能力的定量计算方法和评价指标。框剪结构在我国中高层建筑中应用广泛,作为一种双重抗侧力体系能够充分发挥框架和剪力墙两种抗侧力构件各自的性能,较好地解决房屋建筑的抗震需求问题,同时满足建筑功能布局的灵活性要求。然而,目前国内对框架-剪力墙结构抗倒塌能力的相关研究,多以易损性分析和风险评估为主,对地震倒塌风险的影响因素,乃至基于风险控制的设计方法研究并不多见;同时,现行规范中框剪结构二道防线的设计对策主要基于定性的抗震概念与原则,对结构抗倒塌能力的影响也缺乏量化的评价标准。针对上述诸多问题,本文就基于一致危险的三水准地震动参数取值、不同烈度地区框剪结构设计参数和倒塌风险的控制因素、二道防线调整策略等内容开展了系统研究,明确了影响框剪结构抗震防倒塌能力的主要控制指标和限值,并提出了相应的工程措施,研制了RC框剪结构基于倒塌风险的抗震设计方法,主要结论如下:(1)基本烈度的不确定性对中低烈度地区建筑地震倒塌风险的不利影响不可忽略,设计用三水准地震动参数取值除应考虑地震危险性概率水准外,尚应考虑不同地区间数据统计的分位概率以及基本烈度不确定性偏差的影响,应适当提高中低烈度地区罕遇地震动参数取值,以使各烈度地区的大震风险水平相对一致。(2)按照现行抗震规范设计的RC框剪结构模型,6度和7度(0.10g)设防时弹性层间位移角远小于规范限值,结构整体刚度的富余度较大,抗变形能力强;8度(0.20g)及以下设防时,结构竖向构件截面主要受轴压比和稳定性相关要求控制,配筋主要受最小配筋率等构造要求控制,截面强度有较大储备,抗震安全性能有一定保障;8度(0.30g)和9度设防时,柱截面主要由轴压比控制,剪力墙厚度主要受结构变形控制,墙、柱截面配筋则由规范的验算要求控制,结构的刚度和强度储备均不大。(3)采用现行规范中弹塑性层间位移角限值作为倒塌的判别准则,多条地震波输入下框剪结构层间位移角符合极值分布特征,可以采用超越层间位移角限值的概率表征倒塌的概率风险。计算结果表明,除9度模型大震的弹塑性位移角超限外,其余模型罕遇地震下的平均层间位移角基本上能够满足要求,但是从概率可靠性的角度,6度和7度(0.10g)模型在规范大震和2%超越概率地震下具有足够的抗倒塌性能,其余模型在2%超越概率地震下的倒塌概率均有一定程度的提高,而8.5度模型和9度模型的倒塌风险较大。(4)各模型倒塌风险影响因素研究表明,倒塌风险主要受结构的刚度、承载能力和延性性能等方面的配置状态控制,具体可采用弹性层间位移角、楼层抗剪需求能力比DCRfloor和延性构造措施等指标进行评价;提高结构刚度和屈服承载力的冗余储备,可以有效缓解罕遇地震下结构的弹塑性发展程度,显著改善抗震性能。(5)结构楼层墙率,即各楼层剪力墙截面的横截面面积总和占楼层面积的比值,是控制结构的弹性刚度和抗剪承载能力的关键技术指标,对于框剪结构大震下倒塌概率的影响显著,而单纯提高墙、柱配筋率对结构整体的抗倒塌能力提升并不显著。(6)RC框剪结构中框架刚度配置相对较低时,强震作用下框架部分尚未充分发挥作用剪力墙便已经严重破坏;在保持结构整体刚度相当的前提下,适度增大框架部分的刚度配置,提高结构底部框架部分的剪力分担比,结构的总体抗倒塌能力会明显提高。二道防线剪力设计值调整措施研究表明,单纯提高框架部分的剪力调整幅度,会显著增加框架梁、柱的截面配筋,但对结构整体的抗倒塌能力的提升幅度有限,且不利于“强柱弱梁”的实现,建议维持规范现有的调整对策不变。(7)采用大震层间位移角的超越概率[P]=10%作为控制准则,研制了RC框剪结构基于倒塌风险的抗震设计方法,给出了关键技术指标的量化控制要求,如大震下结构弹塑性层间位移角不应超过1/180;楼层剪力墙抗剪需求能力比DCRw不应超过10%;首层框架剪力分担比不应小于10%等。(8)按照本文研制的基于倒塌风险的RC框剪结构抗震设计方法对第三章采用的各RC框剪结构模型进行再设计,并对再设计模型进行预期大震下的倒塌概率分析。结果表明,本文的抗震设计方法使各模型的抗倒塌能力得到大幅度提升,可以实现不同烈度区的RC框剪结构具有一致倒塌风险的抗震设防需求。