3、保證結構延性能力的抗震措施合理選擇了結構的屈服水準和延性要求後,就需要通過抗震措施來保證結構確實具有所需的延性能力,從而保證結構在中震、大震下實現抗震設防目標。係統的抗震措施包括以下幾個方麵內容:
3.1 “強柱弱梁”
人為增大柱相對於梁的抗彎能力,使鋼筋混凝土框架在大震下,梁端塑性鉸出現較早,在達到最大非線性位移時塑性轉動較大;而柱端塑性鉸出現較晚,在達到最大非線性位移時塑性轉動較小,甚至根本不出現塑性鉸。從而保證框架具有一個較為穩定的塑性耗能機構和較大的塑性耗能能力。
3.2 “強剪弱彎”
剪切破壞基本上沒有延性,一旦某部位發生剪切破壞,該部位就將徹底退出結構抗震能力,對於柱端的剪切破壞還可能導致結構的局部或整體倒塌。因此可以人為增大柱端、梁端、節點的組合剪力值,使結構能在大震下的交替非彈性變形中其任何構件都不會先發生剪切破壞。
3.3 抗震構造措施
通過抗震構造措施來保證形成塑性鉸的部位具有足夠的塑性變形能力和塑性耗能能力,同時保證結構的整體性。
這一係統的抗震措施理念已被世界各國所接受,但是對於耗能機構卻出現了以新西蘭和美國為代表的兩種不完全相同的思路。首先,這兩種思路都是以優先引導梁端出塑性鉸為前提。4常用抗震分析方法
在結構設計中,我們需要確定用來進行內力組合及截麵設計的地震作用值。通常采用底部剪力法,振型分解反應譜法,彈性時程分析方法來計算該地震作用值,這三種方法都是彈性分析方法。其中,底部剪力法最簡便,適用於質量、剛度沿高度分布較均勻的結構。它的大致思路是通過估計結構的第一振型周期來確定地震影響係數,再結合結構的重力荷載來確定總的水平地震作用,然後按一定方式分配至各層進行結構設計。對較複雜的結構體係則宜采用振型分解反應譜法進行抗震計算,它的思路是根據振型疊加原理,將多自由度體係化為一係列單自由度體係的疊加,將各種振型對應的地震作用、作用效應以一定方式疊加起來得到結構總的地震作用、作用效應。而對於特別不規則和特別重要的結構,常常需要進行彈性時程分析,該方法為直接動力分析方法。以上方法主要針對結構在地震作用下的彈性階段,保證結構具有一定的屈服水準。
對結構抗震性能進行分析是抗震研究的一項重要內容,非線性時程分析,非線性靜力分析是目前常用的幾種抗震分析方法。其中針對結構非線性反應的非線性時程分析法(非線性動力反應分析),從建立在層模型或單列梁柱模型上的方法到建立在截麵多彈簧模型上的方法,再到目前正在研究發展的建立在截麵纖維滯回本構規律的纖維模型法,模擬的準確程度正在不斷提高。其基本思路是通過一係列數值方法建立和求解動力方程從而得到結構各個時刻的反應量。但由於對地震特點和結構特性所做的假設,其結果存在不確定性,其主要價值是用來考察地震作用下普遍的而非特定的反應規律,以及對抗震設計後的結構進行校核分析,評估其抗震性能。在達到目標位移時停止荷載遞增,最後在荷載中止狀態對結構進行抗震性能評估,判斷是否可以保證結構在該水平地震作用下滿足功能需求。
4、結語
從現代抗震設計思路提出至今,世界各國的抗震學術界和工程界又取得了許多新的成果,比如進行了大量鋼筋混凝土構件的抗震性能試驗;通過迅速發展的計算機技術編製了準確性更好的非線性動力反應程序;在設計方法上也不再拘泥於以前單一的基於力的傳統抗震設計方法,開始嚐試基於性能和位移的新的抗震設計理念。在這樣的環境中,我國的抗震設計思路也應該在完善自身不足的同時,不斷向前發展。
參考文獻
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