RC框架结构DBD方法的若干问题研究

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现有关于RC框架结构DBD(Displacement-based design)方法的研究成果表明:DBD方法相比现行基于承载力设计方法在实现结构性能目标方面具有一定的优势。然而,DBD方法仍未能在工程项目中广泛应用,值得深思。通过对DBD方法设计流程的分析表明,性能目标、位移模式、位移反应谱和水平地震作用计算方法四个因素可能会对RC框架DBD结果产生重大影响,然而目前对于上述四大因素的研究仍存在一些问题。性能目标量化仍存在较大的不确定性;位移模式极为不统一,且各种位移模式之间差异很大;国内研究成果普遍采用的基于中国反应谱的等价线性化方法所计算的RC框架承载力需求比振型分解反应谱方法所得结果大许多,因而有必要对上述问题进行探讨。鉴于此,本文选取了六个性能目标量化值、三种位移模式、两种位移反应谱和两种地震作用计算方法,通过一定的理论分析和算例对比,从结构承载能力设计、变形能力设计和结构性能分析三个方面,探讨四大影响因素对于RC框架基于位移设计的影响,为结构基于位移设计提供一定的参考。本文的主要研究内容及成果如下:  ①本文采用DBD方法对一组RC框架进行了承载能力设计,以基底剪力为评价指标,分析了四大影响因素对于DBD方法承载能力设计的影响。分析表明:RC框架基底剪力对于性能目标位移的调整非常敏感;变换位移模式对基底剪力影响不大,但会影响各个楼层地震作用的分配;变换位移反应谱和地震作用计算方法对结构承载能力设计影响显著。  ②本文基于变形解构规则和梁、柱变形性能设计方程,对一组RC框架进行了变形能力设计,选取配箍特征值为评价指标,分析了四大影响因素对于DBD方法变形能力设计的影响。分析表明:调整性能目标位移对框架柱变形能力设计的影响较大,对框架梁的影响较小;变换位移模式对于RC框架结构的总配箍量影响不大,但影响箍筋在结构构件中的分布;变换位移反应谱和地震作用计算方法对框架柱的变形能力设计影响较小,而对框架梁的影响较大。  ③本文对DBD方法所设计的框架模型进行了非线性分析,探讨了四大影响因素对DBD方法所设计的RC框架性能的影响。分析表明:调整性能目标位移对RC框架各性能目标下变形影响相对较小,对于极限变形影响很大;变换位移模式能在很大程度上影响结构性能的评价;变换位移反应谱和地震作用计算方法对于对RC框架结构各性能目标的变形性能影响较为显著。  ④本文建议采用u1/50、u1/150、u1/550量化的性能目标、本文拟合位移模式、李恒位移反应谱和基于弹塑性反应谱方法进行RC框架结构基于位移的抗震设计。
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