结构顶点位穆,mm
图7框架分担剪力比例一结构顶点位移曲线
防灾减灾工程学报
第27卷
.
3动力时程分析
为了准确地了解在实际地震作用下结构的地震反应,对上述基本模型及高强配筋模型旅加水平地震修耀,选露E1
Centro
NS渡,设爨l◇静不嚣的缝
面峰值加速度(PGA),分别为0.01、0。05、0.07(8度小震)、0.08、0.09、0.1、0.2g(8度中震)、0.3、
0.4
g(8度大震)和0.5g。地震历时均为25s。计算
可褥续擒在不同PGA下麓地震发疲以及框架新分担地震剪力静变化规律。
数值计算结果表明,高强配筋模型的最大顶点位移值均稍大于或等于普通配筋模趔的最大顶点位移使(o。5g下,高强既筋模型为144.0nlm,基本模壅隽135。lram),这是壶予势力墙巾鬣置了高强钢筋之后,结构的弯曲变形加强以及结构基底总剪力
增大的缘故。
裘4所示为剪力墙配置高强钢筋后在E1
Cen—
tro
NS波下褒点位移、褒郝总剪力y基、框架褒部慧
剪力y,、剪力墙底鄢总剪力‰及yF/y墓的变化。
可见在PGA小于0.3g的情况下,基本模型和高强配筋模型没有本质差别,而当PGA大于0。3g后,离强配筋模型的底部总剪力和剪力墙褒部剪力糖骞增大,但框架的赢部剪力帮还有掰减小:
表4
配置高强钢筋糟El
Centro
NS波下顶点位移,y童、y,、
y_及y_/y^的燮化
ElCentro
NS渡
管夏Fi—i1■瓦
0?01不变不变不变
不变不变
0.05不变不变不变
不变不变
0.07不变不变不变
不变
不变0。08不变苓蜜苓交
零变不变0。09不变不变不变不变
不变0.1不变不变不变
不变不变
0?2
不变
不变
不变不变
不变
∽基本不变(矗施渺-&o‘蹋><甚‰沧-瞄o.048强'A)
。。
+2.3
+55.5+2。7+45.2一l。始弼,
”’(+2.O%)(+6.37%)(+1.41%)(十6.56%)(--4。67%)
.。
+8.8+46.4—21.o+73.4—2.83%
”“(+6.5%)(+4.37%)(一8.82%)(十8.89SX一12.63%)
注;括号内为与基本模型对腹使相比的变化率.
由以上静力推覆分析可以得到不同模型在极限
变形时的底部总剪力y总。框架底郯总剪力y胁和剪力墙底部总剪力yⅣ…将动力时程分析得到不同PGA下结构底部最大剪力和极限状态时的剪力耀
毙,就可以知道结毒句的承载交攘对安全程度。图8~图1◇所承为不同PGA下结掏疯部最大总剪力秘静力推覆分析得到的结构极限状态剪力之比。从图8可以看出,采用高强配筋后,结构的承载力安全储备大大提蹇。在0.5g的峰值加速度下,基本模型的瘾部剪力愁经达黉其极限承载力,瑟高强配簸模型则还有40%左右的强度储备。从图9可觅,框架分担的剪力相差不是很多。丽由于采用高强配筋后剪力墙的屈服承载力提高较多,故图10中的高强配筋剪力墙裰对安全水准则嗳显离予基本模型。
图8
ElCentro
NS波下结构底部总剪力与缋构极限状
态总剪力之比随PGA变化
PGA,g
瑟9
ElCentro
NS浚下糖浆褒部基骜力与糕絮投隈获
悫总势力之毙隧PGA变化
PGA,g
图10
ElCentro
NS波下剪力墙底部总剪力与剪力墙
极限状态总剪力之比隧PGA变化
增刊姚震宇等:高强配筋框一剪结构的抗震分析
137
图11所示为不同模型框架分担剪力随着PGA增大的变化规律。由于剪力墙开裂会导致其刚度显著降低,所以在0.1
g
PGA之前框架分担剪力都是
迅速上升的。高强配筋模型由于剪力墙屈服较晚,所以当PGA>0.1g后框架分担剪力比例是一直降低的。而对于普通配筋的基本模型,当PGA>0.3
g
后,由于框架也屈服,所以框架分担的地震力比例还略有上升,因此剪力墙采用高强配筋后,在大震下减轻框架的负担是有一定积极意义的。
摹
0
、
o
只钳/g
图11
框架分担剪力比例随PGA增大的变化规律
4结论
通过本文研究可以看出,在剪力墙结构中采用高强配筋,可以明显提高结构的承载力,并和原结构有着相近的变形能力。在地震作用下,高强配筋剪力墙结构的安全储备明显高于普通配筋结构。在高强钢筋已经可以以合理的价格用于工程时,适当采用高强材料可以有效提高结构在大震下的安全性能。
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高强配筋框-剪结构的抗震分析
作者:
作者单位:姚震宇, 陆新征, 叶列平, 缪志伟清华大学土木工程系,北京,100084;清华大学结构工程与振动教育部重点实验室,北京
,100084
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