【摘 要】
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强震作用下结构楼层整体“坐层”倒塌是建筑结构倒塌破坏的典型破坏模式之一,其形成机制可归结于结构竖向布置不规则引起的薄弱楼层弹塑性抗震需求集中,而导致的楼层整体失稳
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强震作用下结构楼层整体“坐层”倒塌是建筑结构倒塌破坏的典型破坏模式之一,其形成机制可归结于结构竖向布置不规则引起的薄弱楼层弹塑性抗震需求集中,而导致的楼层整体失稳倒塌。提高建筑结构抗震设计冗余度和抗震位移能力是建筑结构防控坐层倒塌的有效方法,对已有结构增设冗余支撑加强框架柱抗剪和变形能力、同时转移薄弱层抗震需求是防控抗坐层倒塌的有效加强措施。本课题以防控地震作用下建筑结构“坐层”倒塌这一特定震害现象为研究目标,采用平面竖向不规则钢筋混凝土框架结构,通过地震弹塑性动力时程分析,以框架柱水平剪力和竖向轴力以及结构的最大侧移和层间位移为性能评价指标,探讨单层和跨层冗余钢支撑加固方式对结构抗坐层倒塌的定量影响。分析结果表明:(1)冗余钢支撑加固可有效减小结构楼层框架柱的剪力。随着不规则系数的增大,钢支撑对楼层剪力的影响愈加显著,边柱与中柱的变化规律相似,钢支撑满跨布置是最有效的加固方式;(2)冗余钢支撑加固对框架楼层位移及层间位移有显著影响。楼层位移随着楼层的增大减小幅度逐渐降低,在底层达到最大降幅(降低幅度)。层间位移在底部楼层可获得最大降幅;(3)冗余钢支撑对框架柱轴力分布模式有不利影响,可导致框架柱轴力的增大,对边柱影响较明显,对中柱影响较小。加设钢支撑时应合理控制钢支撑数量,避免不合理的布置导致轴力过度增大,影响结构的竖向承载能力;(4)相对于单层钢支撑加固,跨层钢支撑加固具有较好的加固效果,结构内力和位移的分布更为均匀,框架柱剪力以及层间位移等降幅更为显著。
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