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典型框架-核心筒單重與雙重抗側(cè)力體系的抗震性能與剪力分擔研究

作者:謝昭波; 解琳琳; 林元慶; 陸新征 清華大學(xué)北京市鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)工程技術(shù)研究中心; 北京100084; 北京建筑大學(xué)土木與交通工程學(xué)院; 北京100044; 中國核電工程有限公司鄭州分公司; 河南鄭州450052; 土木工程安全與耐久教育部重點試驗室; 清華大學(xué)土木工程系; 北京100084

摘要:在中國規(guī)范體系下,框架-核心筒結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計為雙重抗側(cè)力體系,其對二道防線的設(shè)計有明確的規(guī)定,即框架-核心筒體系的框架部分必須具有足夠的抗側(cè)剛度和承載力。國外的一些規(guī)范(如美國規(guī)范ASCE7等)則允許單重抗側(cè)力體系,即水平荷載由剪力墻承擔,框架部分只承擔豎向荷載。因此,為了比較單重與雙重抗側(cè)力體系的抗震性能,該文首先根據(jù)中國規(guī)范設(shè)計一典型框架-核心筒雙重抗側(cè)力體系模型,然后在保持結(jié)構(gòu)重力荷載代表值相等(混凝土用量基本不變)的前提下,基于以下調(diào)整原則設(shè)計了框架-核心筒單重抗側(cè)力體系模型:1)在雙重結(jié)構(gòu)體系的基礎(chǔ)上取消結(jié)構(gòu)二道防線,即取消結(jié)構(gòu)框架部分的樓層剪力調(diào)整;2)為了減小框架構(gòu)件截面尺寸,該研究取消了框架構(gòu)件抗震等級的要求,使筒體承受大部分的水平地震作用,而框架只承擔結(jié)構(gòu)的豎向荷載。該文對比分析了兩種結(jié)構(gòu)體系在多遇和罕遇地震作用下的響應(yīng)特征和構(gòu)件損傷情況,進而討論兩種體系的倒塌機理以及抗倒塌性能。最后討論單重與雙重體系在不同地震水準下,框架所承擔剪力和剪力分擔比的變化情況以及對應(yīng)關(guān)鍵構(gòu)件的破壞情況。研究表明:在地震作用下,雙重抗側(cè)力體系結(jié)構(gòu)的響應(yīng)略大于單重抗側(cè)力體系,兩者的抗倒塌能力相當。然而,單重體系的用鋼量比雙重體系少。

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