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随着我国经济和人口城市化的迅速发展,城市高层、超高层住宅的需求量不断扩大;而且,现代高层建筑还向多功能、综合用途上发展,使梁式转换层的结构形式在近几年得到了迅速的发展。一方面梁式转换层中转换梁承托的层数增多,也就是承受的重力荷载增大,在满足建筑对层高及空间的要求和限制的前提下,使得引入劲性钢筋混凝土和预应力混凝土等势在必行;另一方面结构形式也由简单的一次承托传力变为二次甚至多次承托传力,这就是现在工程中所使用的转换主次梁、转换次次梁等复杂的转换形式。对于如何保证转换主次梁、转换次次梁甚至悬挑转换这些复杂转换层结构在罕遇地震下“大震不倒”,除了进行工作量庞大的非线性动力时程分析外,目前采用的弹性内力增大法和水平地震作用增大系数法均不能在定量上解决。
鉴于目前采用的方法对转换层结构在罕遇地震作用下的抗震性能评估的不确定性,该论文在提出将基于能力的设计原理引入转换层结构设计中,提出“强转换弱上部”的结构设计思想的基础上,讨论了满足我国规范要求的上部剪力墙在极限状态下的材料超强和强度取值,并进行塑性极限分析,给出其在理想极限状态下的超强计算公式。如果上部结构也是严格按能力设计方法进行“强墙弱连梁”设计,则上部结构为理想极限状态可认为是成立的;但是在实际工程中,上部结构是按我国现行规范要求进行计算和设计的,规范构造要求及设计者的人为因素等都给上部结构带来了不明确的超强因素,理想极限状态能否达到是一个很大的疑问。
该论文通过对双肢剪力墙的静力弹塑性分析(Push-over分析),揭示其最终极限状态的多种形式,并提出一连梁强度折减系数K对在理想极限状态下的连梁剪力超强进行折减,得出对应于不同最终极限状态下连梁对墙肢轴力的改变量,最终可用于双肢剪力墙整体的超强计算。
该论文还根据能力设计方法的强度原则,结合我国现行规范的强度和设计要求,提出了建立在我国现行规范基础上的能力设计方法和公式(R≥SG+SO);并结合转换层结构本身的受力特点,给出了转换层结构的能力设计方法和公式(R≥SG+ψO·SE=SU)。