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近二十年以来,世界上陆续发生了破坏力很大的地震,比如北岭地震、日本阪神地震、台湾921地震、还有2008年的汶川地震,地震导致大量的房屋倒塌,房屋倒塌的直接原因是结构发生过大的变形,并且在许多振动台试验中也出现过大的变形导致结构破坏的情况。因而在结构设计过程中,结构变形成为主要控制目标,我国《抗规》对结构的最大弹塑性层间位移作出了限制,并且建议了以下几种计算弹塑性层间位移的方法:PuSh-over、弹塑性时程分析和弹塑性层间位移简化算法。
弹塑性时程分析在实际工程应用中计算模型的建立较为繁琐,而且耗时过长;弹塑性层间位移简化算法计算简便且易操作,但受屈服强度系数的限制。
为了很好的把握结构的薄弱层最大弹塑性层间位移,在大量弹塑性分析的基础上,本文研究了一种在弹性分析条件下就能够得出框架结构的最大弹塑性层间位移的简化计算方法,即对构件刚度进行折减,然后再用弹性时程分析来计算结构层间位移。
通过对按照现有规范设计的RC框架结构进行八度大震下的弹塑性时程分析,得出地震荷载作用下框架结构杆件的塑性转角,并据此计算出各个构件的刚度在八度大震下的折减系数,再对构件刚度被折减后的框架结构进行弹性时程分析,将弹性时程分析得到的层间位移和弹塑性时程分析的层间位移进行比较,找出八度大震下框架结构比较理想的构件刚度折减的规律。
通过对比分析后发现,本文的简化算法相对时程分析来说较为保守,但计算出的弹塑性最大层间位移与《抗规》中的简化算法在某些算例上比较接近,很好的补充了《抗规》中的相关规定,具有良好的工程应用前景。