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火力发电厂主框架基于位移的抗震设计方法的研究应用

宋彦波  
【摘要】:基于性能的抗震设计作为目前抗震设计的发展趋势,具有多级性、全面性、灵活性的特点,是一种全新的抗震设计理念。基于位移的结构抗震设计是基于性能抗震设计的重要方法之一,因其操作简便,对性能水平的确定比较直观,受到了众多学者的高度重视。 本文回顾总结了国内外对结构性能水平的研究现状,以及结构抗震设计理论的发展过程,全面阐述了基于位移的抗震设计方法的基本理论。在综合各类文献的基础上,采用以上方法,对某工业建筑四层框架结构分别在不同地震作用水平下具有不同性能水平进行了设计。在设计过程中,将此框架结构的性能划分为使用良好、人身安全和防止倒塌三个水平,提出了利用层间位移角作为量化结构的性能指标。采用倒三角形水平分布荷载的等截面悬臂柱的侧移曲线作为框架结构的初始侧移模式。在此基础上,将多自由度体系转化为等效单自由度体系,导出了相应的等效参数。并根据其性能水平确定了结构的目标位移,采用假定的侧移模式给予修正。然后对结构构件进行刚度和强度的设计,并采用静力弹塑性分析方法对结构进行校核。最后在不同的侧移模式对直接基于位移设计方法的影响进行了比较分析。 根据以上实例得知,位移比强度更能体现结构在地震作用下的性能水平,采用层间位移角作为框架结构性能水平的量化指标比较合理,能有效地控制结构的抗震性能,便于结构设计人员进行抗震设计。同时本文采用的直接基于位移的抗震设计方法的确能将框架结构的位移控制在目标位移之内,但当结构的抗震设防水准提高时,为了满足结构性能水平提高后的变形和强度要求,需要增加构件截面配筋或加大构件截面尺寸。通过不同位移模式的分析可以看出,不同位移模式对直接基于位移方法计算结果影响较大,因此,结构在地震作用下的位移模式还需进一步研究。


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