论文部分内容阅读
随着预应力混凝土结构在地震设防区土木工程中的推广及应用，对包含预应力混凝土框架结构在内的土木工程结构展开抗震性能评价研究已迫在眉睫。为此，本文以国家自然科学基金(51278218)项目的内容为背景，对按我国现行《预应力混凝土结构抗震设计规程》(JGJ140-2004)设计的多层预应力混凝土框架结构的柱端弯矩增大系数的取值问题进行研究，以期对04规程预应力延性框架结构的设计原则的合理性进行评价，并为规程的修订提供参考依据。 本文首先阐述了预应力混凝土结构抗震问题，在国内外的研究现状及发展概况，总结了分析研究方法及技术路线。根据现行预应力04抗震规程中指定的边柱、中柱柱端弯矩增大系数设计了两个8度区(0.2g)，抗震等级为二级的两跨三层预应力混凝土框架结构，在此基础上依次增大边柱、中柱的柱端弯矩增大系数，设计了四个框架，得到以上六个框架的计算与实际配筋情况。 然后，分别在SAP2000与PERFORM-3D中采用局部纤维铰梁单元建立了六个框架的弹塑性分析模型，并进行了静力弹塑性分析(Pushover分析)。分析结果表明，按照04抗震规程设计的PC框架基本可以满足8度区罕遇地震作用下的抗震要求，但是结构形成了以底层柱端出铰为主的梁柱铰屈服机制，对抗震不利。柱端弯矩增大系数的增加对结构局部构件的抗震性能及屈服机制有很大改善，认为对现行规范中，PC框架结构边柱、中柱的柱端弯矩增大系数适当调整，可以使结构形成梁柱同时出铰或者以梁出铰为主的梁柱屈服机制，对抗震较为有利。 最后，本文通过SeismoArtif与SeismoMatch进行天然波与人工波的选择，在PERFORM-3D中对六个预应力混凝土框架进行了动力弹塑性分析。得到的结论与Pushover结果基本一致。根据本文的分析结果，在经济及材料许可的条件下，建议对结构边柱柱端弯矩增大系数取大于2.0，中柱取大于1.8，可以使PC框架结构实现以梁出铰为主的梁柱铰屈服甚至是梁铰屈服机制。