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山地框架结构的扭转效应及扭转控制指标的适用性研究

范帅  
【摘要】:在设计山地结构时,会出现规范扭转指标中的位移比(尤其是层间位移比)超出规范限值(表明结构具有较大偏心,扭转效应较显著)而周期比却远小于规范限值(表明结构已具有较强的抗扭刚度,扭转效应不明显)的现象,两个扭转控制指标之间存在的矛盾引起我们思考:山地结构的扭转效应是否显著,现行规范扭转控制指标是否适用于山地结构。论文研究了单层不等高接地框架结构在静力荷载作用下的扭转效应,分析了各扭转指标之间的关系以及适用性;研究了单层偏心结构的动力耦连扭转效应,分析了各扭转指标之间的关系,考查了耦连周期比与非耦连周期比之间的区别,讨论了耦连周期比对于相对偏心距较大的结构和山地结构的适用性以及现有规范的周期比限值对其扭转效应的控制能力;通过算例分析了掉层框架结构的扭转效应,考查了规范扭转控制指标的适用性。得到的主要结论有: ①不等高接地框架结构的扭转效应比较显著,当结构掉层跨数未超过总跨数的0.6倍时,山地结构的扭转效应随着掉层数和掉跨数的增加而增大,随着上接地层以上的楼层数增加而减小。 ②从单层结构的弹性扭转反应规律可以看出,相对扭转效应θ r/u在非耦连周期比Tθ/Ty=0.9~1.0之间都可能产生“峰值”现象,因此为避免结构的扭转效应达到峰值,应使结构的非耦连周期比Tθ/Ty限制在更严格的限值以内(Tθ/Ty≤0.8)。 ③规范规定的耦连周期比T'θ/T'y不能真实反映偏心距较大的不等高接地框架的扭转效应。 ④规范规定的层间位移比不能真实反映不等高接地框架的扭转效应,建议规范取消层间位移比对这类结构的限制。


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