二五層預(yù)建混合架構(gòu)建筑抗震性能評(píng)估

1、摘要：混合框架的獨(dú)特功能，其中包括最小的結(jié)構(gòu)損傷時(shí)，受到地震荷載的恢復(fù)能力，是結(jié)合使用溫和的鋼筋和無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力的建立預(yù)制梁和預(yù)制柱之間的連接的結(jié)果。通過(guò)按照層間位移和樓板加速度的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，本文介紹了一種多層次的基于性能的抗震評(píng)估的二五層混凝土預(yù)制混凝土混合框架建筑。這兩個(gè)建筑的設(shè)計(jì)和分析，建立于基于位移和基于力的用于預(yù)制原型建筑的抗震結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)解決方案進(jìn)行60%的處理，這樣分析模型可以使用按試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證。盡管在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)剪力墻時(shí)有40%的不同，這兩個(gè)建筑物仍滿(mǎn)足驗(yàn)收準(zhǔn)則，輸入運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度小于或等于設(shè)計(jì)級(jí)地震。對(duì)于輸入運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于1.5倍的地震強(qiáng)度，采用了基于位移的原則的建筑設(shè)計(jì)沒(méi)有滿(mǎn)足層間位移限

2、值，而力為基礎(chǔ)的解決方案提供了合格性能。解釋域: 10.1061/ASCE0733-94452007133:111489數(shù)據(jù)庫(kù)主題詞：混凝土、預(yù)制、抗震分析、框架結(jié)構(gòu)、抗震設(shè)計(jì)、建筑規(guī)范、混合方法。簡(jiǎn)介：框架概念:混合框架的概念用與從單跨的預(yù)制鋼筋混凝土梁和多層高預(yù)制混凝土柱中構(gòu)建抗彎矩。如圖1-a中，顯示了一個(gè)典型的混合框架的詳細(xì)說(shuō)明，其中梁、柱采用無(wú)粘結(jié)后張預(yù)應(yīng)力與低碳鋼鋼筋分別通過(guò)中間靠上的預(yù)制接口和梁的底面連接。在后張力之前，梁端與柱面和管殼之間的鋼筋的預(yù)制接口充滿(mǎn)了抗縮水泥纖維砂漿。在接口的灌漿確保預(yù)制構(gòu)件之間的連續(xù)性，而管的注漿可以加固，有助于混合式框架的剛度，強(qiáng)度和滯回耗能。低碳

3、鋼鋼筋粘結(jié)在界面附近短長(zhǎng)度以減少非彈性應(yīng)變累積，避免過(guò)早斷裂。摩擦機(jī)制是在為整個(gè)預(yù)制連接界面剪力做基礎(chǔ)。使用溫和的鋼和預(yù)應(yīng)力鋼的組合，當(dāng)與一個(gè)設(shè)計(jì)于抵抗同一時(shí)刻的整體式混凝土框架連接相比時(shí)，可以在預(yù)制連接處提供力矩電阻，以減少混合幀的滯回耗能能力。過(guò)去十年中的混合框架研究，包括了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，使用組件和結(jié)構(gòu)級(jí)別測(cè)試。最近，混合框架已在少數(shù)幾棟建筑中應(yīng)用，其中包括在舊金山的一個(gè)39層的公寓大樓。益處：在柱和梁之間的預(yù)制接口無(wú)粘結(jié)鋼筋的使用協(xié)助了集中在梁端的彎曲和非彈性的運(yùn)動(dòng)。因此，當(dāng)混合框架受到非彈性橫向變形，梁只會(huì)有極小的結(jié)構(gòu)損害和裂痕，這是已經(jīng)被驗(yàn)證過(guò)的。此外，無(wú)粘結(jié)后張預(yù)應(yīng)力筋的非線性彈性響應(yīng)

4、和無(wú)粘結(jié)后張預(yù)應(yīng)力筋低碳鋼的滯回性能將使混合框架消耗能量，并盡量減少殘余位移。寬度跨列的后張預(yù)應(yīng)力筋減少梁柱節(jié)點(diǎn)的主拉應(yīng)力。主拉應(yīng)力的減少表明，與等效單片混凝土框架節(jié)點(diǎn)相比，可以減少抗剪強(qiáng)度。混合式框架建筑選擇雙預(yù)制混合框架建筑在本文中做分析研究，旨在研究使用基于力的和直接基于位移的設(shè)計(jì)方法在一個(gè)基于性能的框架內(nèi)的低層混合框架設(shè)計(jì)的結(jié)果。如圖1-b，混合式框架結(jié)構(gòu)為原型建筑的50%，為60%。因此，只有混合框架建筑中只包括在原型地震框架中的四個(gè)海灣。這些對(duì)原型建筑結(jié)構(gòu)的修整，與用于修建嚴(yán)格的預(yù)制地震構(gòu)造系統(tǒng)測(cè)試過(guò)的建筑的程序一致。隨著這些修整，構(gòu)件尺寸、構(gòu)件力、基底剪力、質(zhì)量、應(yīng)力、加速度、和

5、時(shí)間在建筑模型和圓形建筑間可取。圖2顯示了混合框架標(biāo)準(zhǔn)的雙混合建筑的建筑平面圖和正視圖，其中包括在正交方向上，作為主要的抗側(cè)力系統(tǒng)的兩個(gè)相同的一個(gè)方向的地震框架的和一個(gè)預(yù)制墻系統(tǒng)。在框架方向的響應(yīng)方面，對(duì)這些建筑進(jìn)行了分析研究。預(yù)制抗震建筑使用相同的配置，但有四個(gè)不同的預(yù)制框架連接，包括下三層的混合連接和上兩層的預(yù)應(yīng)力連接。第一個(gè)混合框架建筑，被采用一種預(yù)制抗震建筑采用過(guò)的，基于直接位移的設(shè)計(jì)方法，而標(biāo)出和清晰地說(shuō)明。在DBD法中，建筑物的設(shè)計(jì)有一個(gè)目標(biāo)位移和基本響應(yīng)模式的有效期，其中有效期用結(jié)構(gòu)的割線剛度目標(biāo)位移和有效質(zhì)量。通過(guò)根據(jù)等效粘滯阻尼將滯回作用作為示范，使用適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)位移譜和目標(biāo)位

6、移確定其有效期。通過(guò)假設(shè)一個(gè)位移分布測(cè)定的基本模式的有效質(zhì)量和有效期來(lái)確定建筑物的有效剛度。最后，通過(guò)用目標(biāo)位移和有效剛度相乘來(lái)計(jì)算基底剪力。DBD方法也可以應(yīng)用在其他地方。利用設(shè)計(jì)預(yù)制抗震的經(jīng)驗(yàn)，計(jì)算每個(gè)抗震框架的基底剪力是587 kN。以地震學(xué)委員會(huì)和基于性能的抗震工程特設(shè)委員會(huì)所 ，這基于14.5%的等效粘性阻尼和2.5%的目標(biāo)層間位移。因?yàn)檫@個(gè)基底剪力與預(yù)制抗震測(cè)試樓的抗震框架中的基底剪力相當(dāng)，在下三層預(yù)制的梁、柱的尺寸和混合框架連接細(xì)節(jié)與預(yù)制抗震測(cè)試樓相同。在抗震框架上兩層運(yùn)用了預(yù)制抗震測(cè)試樓中的預(yù)應(yīng)力連接，將其換成了HFB1中的等效混合連接。第二個(gè)建筑，簡(jiǎn)稱(chēng)HFB2，根據(jù)目前實(shí)際使

7、用的設(shè)計(jì)規(guī)范，使用基于力的設(shè)計(jì)方法建成。每個(gè)HFB2中抗震框架的設(shè)計(jì)基底剪力為979 kN，這是來(lái)自一個(gè)原形建筑的為10,849 kN的基底剪力，這個(gè)基底剪力是由0.44秒和8的R阻力得到的。因此，如圖1-b原形建筑的設(shè)計(jì)方案，HFB1和HFB2應(yīng)該被視為兩種截然不同的解決方案，因其HFB1比HFB2少40%的基地剪力。應(yīng)該注意的是，HFB2中的設(shè)計(jì)基底剪力受地震系數(shù)限制。如果沒(méi)有這種限制，HFB2中的基于代碼的設(shè)計(jì)基底剪力應(yīng)是1232 kN，這沒(méi)有得到進(jìn)一步的考慮是因?yàn)樗`反了推薦實(shí)施規(guī)程。雖然沒(méi)有將其使用到常規(guī)設(shè)計(jì)，當(dāng)?shù)谝淮芜\(yùn)用其結(jié)構(gòu)中的動(dòng)力模型時(shí)，每個(gè)抗震框架的設(shè)計(jì)基底剪力都降低到了76

8、9 kN。因此，使用這個(gè)時(shí)期的實(shí)際評(píng)估可能會(huì)導(dǎo)致HFB1的基地剪力只比HFB2小24%。對(duì)于這兩個(gè)建筑物的設(shè)計(jì)，土壤條件被假定是非常致密的土壤或軟巖，因其剪切波速是在366762 m/ s的范圍內(nèi)，這個(gè)范圍被UBC和IBC所確定。表1和表2分析了雙雜交框架建筑中構(gòu)件尺寸，材料屬性，和連接細(xì)節(jié)。標(biāo)出HFB1和HFB2的尺寸，這樣當(dāng)梁低端受力最大時(shí)，它們承受相似的在內(nèi)部梁柱節(jié)點(diǎn)的剪應(yīng)力。HFB1和HFB2中的混合連接設(shè)計(jì)遵循了Stanton and Nakaki以及Celik and Sritharan指南中的建議，其中包括在軟鋼鋼筋和后張鋼之間的設(shè)計(jì)邊際貢獻(xiàn)率應(yīng)取0.45比0.55的要求。這個(gè)要

9、求確保了在連接中有一定程度的恢復(fù)力，從而使混合建筑物可以在地震后恢復(fù)。在兩棟建筑的設(shè)計(jì)中有指定的材料屬性。然而，預(yù)制抗震建筑中防震框架中測(cè)定過(guò)的材料性能在兩棟建筑的分析中被使用，因此用于模仿混合連接的設(shè)想可以在預(yù)制抗震建筑測(cè)試數(shù)據(jù)中被驗(yàn)證。如同預(yù)制抗震建筑一樣，兩棟混合建筑運(yùn)用了地震框架里每層樓板與梁之間16 X形鋼板連接和立柱和底座之間的混合連接。樓層上被水平加速度所引起的慣性力，伴隨附加能量耗散的可能性，被設(shè)計(jì)用來(lái)通過(guò)靈活的x-plate連接轉(zhuǎn)移。然而，像在Vernu and Sritharan里論證的一樣板的剛度和強(qiáng)度均足夠高，因此它們沒(méi)有承受任何非常大的非彈性作用或者是預(yù)制抗震建筑中顯

10、著的反應(yīng)。分析模型：對(duì)兩棟建筑的分析，二維模型利用計(jì)算機(jī)程序Ruaumoko來(lái)制作，并且一個(gè)模型里都有一個(gè)抗震框架。在一系列地震框架中，模擬了基于銷(xiāo)的虛擬柱。通過(guò)在虛擬柱的表面上大規(guī)模的震動(dòng)和用雙線性對(duì)柱和地震框架之間的非彈性軸流彈簧進(jìn)行建模，分析了地板連接的影響。這些彈簧元件的受力變形反應(yīng)通過(guò)用一個(gè)X板而單獨(dú)地去加大在地震框架的平面響應(yīng)方向橫向變形。表1中包括了彈簧元件的主要性能。預(yù)制墻系統(tǒng)的從重力柱到平面彎曲橫向承載力沒(méi)有包括在分析模型中，除了研究中的驗(yàn)證部分。對(duì)于驗(yàn)證的研究，平行連接的旋轉(zhuǎn)彈簧在虛擬柱的底部被用來(lái)為了模擬重力柱的彎矩響應(yīng)和經(jīng)受平面彎曲墻體系統(tǒng)的一半。（彈性性能詳見(jiàn)表1。）

11、與之前論證的一樣，在Ruaumoko模型中的梁柱分別被梁柱單元代表，而彈簧節(jié)點(diǎn)位置的雙旋轉(zhuǎn)彈簧模擬了梁柱和柱底部的混合連接（詳見(jiàn)圖1-4-b）。模擬每個(gè)混合連接的雙彈簧的用處是用來(lái)分別代表低碳鋼和預(yù)變形鋼的瞬間作用。彈簧的力矩-旋轉(zhuǎn)響應(yīng)源自用于研究Celik and Sritharan中的程序。在這個(gè)程序里，一種混合連接的瞬間電阻在通過(guò)計(jì)算加固鋼的應(yīng)力-應(yīng)變反應(yīng)、由于間隙產(chǎn)生的后張肌腱伸長(zhǎng)和由于約束效應(yīng)產(chǎn)生的混凝土強(qiáng)度的增大而被確定。改進(jìn)后的塔克達(dá)的滯后作用和雙線性彈性模型被用來(lái)定義分別代表強(qiáng)化和加固的旋轉(zhuǎn)彈簧的循環(huán)行為。使用雙循環(huán)模型的預(yù)制連接和結(jié)合用來(lái)確?；旌峡蚣艿臏睾哪芎妥詮?fù)位能力。為

12、了說(shuō)明彎曲裂紋的影響，梁柱單元的瞬時(shí)慣性取了未開(kāi)裂混凝土截面的一小部分。以預(yù)制抗震建筑的試驗(yàn)觀察和保洛伊和普里斯特利中的建議為基礎(chǔ)，第一層的柱及其他層的柱和梁分別取Ig, and 0.5Ig。如圖5-a顯示，像HFB1的第一層那樣的梁末端的單調(diào)矩旋轉(zhuǎn)包絡(luò)，而如圖5-b顯示上述2種類(lèi)型的旋轉(zhuǎn)彈簧的假定響應(yīng)。此外，圖5-c中顯示了HFB1模型中的側(cè)向荷載，包括它的恢復(fù)能力，當(dāng)模型受到了±0.5, ±1.5, 和 ±2.5%的循環(huán)頂漂移，這通過(guò)記錄基底剪切力而得。在漂移周期為±2.5%時(shí)等效黏性阻尼是15.5%，這相當(dāng)于設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算中假定的等效黏性阻尼?；旌峡蚣?/p>

13、模型的理想狀態(tài)確定為縫隙開(kāi)口的影響在預(yù)制接口中充分地被模擬。然而，這其中也有模型的局限性。和用于模型混凝土和鋼框架結(jié)構(gòu)的梁柱單元一樣，混合結(jié)構(gòu)模型也不考慮由于列間距離的增加造成的幀伸長(zhǎng)。此外，所采用的分析方法并不直接估計(jì)臨界連接區(qū)的應(yīng)力和應(yīng)變。性能化評(píng)估：在四級(jí)地震作用下對(duì)混合式框架結(jié)構(gòu)抗震性能作出了評(píng)估。在每一級(jí)的地震強(qiáng)度上，建筑的破壞程度用最大瞬態(tài)位移角，最大殘余層間位移，最大地面加速度，和最大的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)確定數(shù)據(jù)，其中層間位移角的定義是相對(duì)層間位移除以層高。建筑物的可接受性能由對(duì)層間位移和地面加速度最大值與極限值決定。相當(dāng)于四級(jí)的地震強(qiáng)度和短暫的層間位移角的極限值按照地震學(xué)委員會(huì)的要求定義

14、。然而，可接受地面加速度通過(guò)采用非結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)的IBC建議被定義。關(guān)于地震危害性的更多細(xì)節(jié)，相應(yīng)的輸入地面運(yùn)動(dòng)，層間位移角以及水平加速度的限值如下。地震危險(xiǎn)性：與地震委員會(huì)的附錄G和I和被加州結(jié)構(gòu)工程師協(xié)會(huì)基于性能的地震工程特設(shè)小組委員會(huì)修訂過(guò)的的附錄I一致，四級(jí)地震強(qiáng)度被確定為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)（如圖6）。這四個(gè)等級(jí)分別與設(shè)計(jì)水平地震的22%, 50%, 100%, 和150%對(duì)應(yīng)，這要求有一個(gè)沒(méi)有近源效應(yīng)的影響的高地震帶的土壤類(lèi)型。這四個(gè)等級(jí)的地震特點(diǎn)是頻繁，偶爾，稀少，最大化，平均回流周期為25, 72, 250800, 和8002500年。根據(jù)地震委員會(huì)提出的基于性能的抗震設(shè)計(jì)概念

15、，當(dāng)帶有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系的建筑地面運(yùn)動(dòng)兼容為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)時(shí)，可能會(huì)有因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件所產(chǎn)生的生產(chǎn)操作，可占用，生命安全甚至倒塌的危險(xiǎn)性。在最低限度下，混合框架建筑被認(rèn)為是有抗這四級(jí)地震的性能。輸入地震動(dòng)：兩組地震輸入運(yùn)動(dòng)都被用來(lái)對(duì)HFB1和HFB2的抗震性能進(jìn)行評(píng)估。第一組包括四個(gè)短時(shí)兼容地震運(yùn)動(dòng)的組合，而第二組則包括過(guò)去地震中的八個(gè)輸入運(yùn)動(dòng)。第一組輸入動(dòng)作是為了讓其跟著在預(yù)制抗震建筑中采用過(guò)的程序，并且可以測(cè)定用短時(shí)間輸入運(yùn)動(dòng)在結(jié)構(gòu)抗震性能測(cè)試中的有效性。用從小到大的地震輸入運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)段，1.5倍的短時(shí)地面運(yùn)動(dòng)兼容一、二、三、四級(jí)地震可以提前從預(yù)制抗震建筑中計(jì)算出來(lái)。用1.5倍一級(jí)地

16、震作為目標(biāo)譜的原因是這個(gè)目標(biāo)譜在之前被地震學(xué)委員會(huì)定義為相當(dāng)于一級(jí)地震的強(qiáng)度，后來(lái)才按如圖6所示的縮減為三分之二。除非另有說(shuō)明，本文中新老目標(biāo)譜分別為一級(jí)和1.5倍的一級(jí)。圖7顯示短時(shí)地震動(dòng)頻譜兼容在由斯里塔蘭中得出為1.5倍一級(jí)地震，二級(jí)地震，三級(jí)地震和四級(jí)地震。有兩個(gè)地面運(yùn)動(dòng)為四級(jí)地震分別為四級(jí)地震a和四級(jí)地震b。原來(lái)用來(lái)產(chǎn)生短期地面運(yùn)動(dòng)的為1.5倍一級(jí)地震、二級(jí)地震、三級(jí)地震、四級(jí)地震a和四級(jí)地震b的原始運(yùn)動(dòng)分別記錄在1974霍利斯特、1971圣費(fèi)爾南多、1940帝王谷、1993北嶺和1978塔巴斯地震中。使用短段的強(qiáng)部分通過(guò)乘以原始運(yùn)動(dòng)的傅立葉振幅與加速度反應(yīng)譜和加速度譜的原始運(yùn)動(dòng)之間

17、的頻譜比。計(jì)算機(jī)程序SHAPE用來(lái)達(dá)到此目的。更多的輸入記錄的描述和用于創(chuàng)建短時(shí)間輸入運(yùn)動(dòng)的過(guò)程包括在1999年的Sritharan et al.和2002年的Sritharan et al.中。表3列出了不同組合的短時(shí)間的地面運(yùn)動(dòng)所使用的混合框架建筑的分析。如圖7所示，每個(gè)記錄組合分析作為一個(gè)約為13.30的記錄零加速度的序列。 測(cè)試此程序的每個(gè)地震段的建筑物的自由振動(dòng)響應(yīng)。此外，通過(guò)用漸進(jìn)的方式捕捉損壞程度，連續(xù)序列的記錄結(jié)果提供了一個(gè)在每個(gè)地震段的末端的建筑物損壞的現(xiàn)實(shí)估計(jì)，盡管是用了短時(shí)間的記錄。表4提供了八個(gè)長(zhǎng)時(shí)輸入運(yùn)動(dòng)的用于評(píng)價(jià)混合式框架建筑的性能的詳細(xì)信息。這些輸入運(yùn)動(dòng)的原始記錄

18、源于在UBC中所定義的土壤剖面類(lèi)型SC。記錄IM-d和IM-f的原始運(yùn)動(dòng)的駐地土壤類(lèi)型的分類(lèi)不可用。被認(rèn)為有深沖沖積土的這些位置，可以歸類(lèi)于土壤剖面類(lèi)型SD。然而，根據(jù)光譜的相似性可以在三級(jí)地震和四級(jí)地震中得到的光譜形狀（如圖6），這些記錄在預(yù)制建筑分析的使用是合理的。如詳細(xì)的表4，原始記錄的議案進(jìn)行縮放，這樣他們的光譜在一個(gè)主周期范圍內(nèi)的目標(biāo)光譜。圖8A說(shuō)明確定合適的時(shí)間范圍和im-c使一個(gè)eq-iii地震原始輸入運(yùn)動(dòng)代表的比例因子的方法。在這個(gè)圖中，規(guī)模因素是這樣選擇的，5%阻尼加速度反應(yīng)譜的比例輸入運(yùn)動(dòng)譜會(huì)譜坐標(biāo)大于或等于70%的eq-iii坐標(biāo)內(nèi)占主導(dǎo)地位的時(shí)期范圍的建筑。施加在譜坐標(biāo)

19、70%的限制，與建議，建議由地震委員會(huì)1999選擇特定地點(diǎn)的地面運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)分析一致，而對(duì)于建筑的主導(dǎo)周期范圍是利用彈性和有效的計(jì)算采用Pushover分析的結(jié)果在下一節(jié)介紹的建筑周期定義。鑒于HfB2彈性期低于hfb1，占主導(dǎo)地位的時(shí)期范圍的下限為與對(duì)應(yīng)的HfB2彈性基本周期。有效性控制的hfb1時(shí)期占主導(dǎo)地位的時(shí)期范圍的上限，在建筑的有效期計(jì)算使用割線剛度計(jì)算按公式1參見(jiàn)插圖圖8a。在每一種情況下，割線剛度以屋頂漂移即定義，平均層間框架漂移T有效T有效=KK在telasticelastic基本段的建設(shè)；建筑從結(jié)果中推估計(jì)kelasticelastic剛度；與建筑在接受漂移極限pushover

20、結(jié)果估計(jì)ksecantsecant剛度吻合。請(qǐng)注意，在動(dòng)態(tài)分析中，最大瞬時(shí)漂移很少超過(guò)可接受的漂移范圍。因此，平均漂移是等同于接受確定ksecant漂移時(shí)。用于圖8a的eq-iii強(qiáng)度，在100%規(guī)模的建筑，主周期范圍為1.183.77 S。8a和b描述加速度的所有修改過(guò)的長(zhǎng)時(shí)間地震動(dòng)反應(yīng)譜列在表4中。由于混合建筑的分析，在60%個(gè)規(guī)模進(jìn)行間步長(zhǎng)和加速所有輸入動(dòng)作列舉在表3和4的人分別修正的1.67和0.6的比例因子。這些改性陽(yáng)離子進(jìn)行建筑分析. 實(shí)施限制性的限制，在所有的地震水平的殘余漂移是必要的，因?yàn)檎{(diào)查的目的是比較雙混合框架建筑的地震反應(yīng)。層間位移角限值下面的層間位移角限值作為接受的極限

21、的評(píng)估建筑性能在地震烈度為四級(jí)：最大瞬態(tài)漂移0.5% eq-ii EQ-I，1.5%，2.5%和3.8% eq-iii，eq-iv；最大殘余漂移再0.1% eq-ii EQ-I，0.3%，0.5%和0.75% eq-iii，eq-iv.這些限制的基礎(chǔ)在年美國(guó)藍(lán)皮書(shū)地震學(xué)委員會(huì)1999給出考慮恢復(fù)性質(zhì)的混合框架指導(dǎo)選擇。雖然這是沒(méi)有必要設(shè)置一個(gè)嚴(yán)格的殘余位移限制的地震，預(yù)計(jì)將導(dǎo)致近倒塌地板加速度限制非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可固定在地板的預(yù)制建筑地震響應(yīng)時(shí)損壞，一套樓層加速度限制被強(qiáng)加。這些限制是使用通等人的建議。2003、ICC 2000提供估算設(shè)計(jì)力量必須錨不同類(lèi)型非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的地震條件下的。根據(jù)國(guó)際商會(huì)2

22、000，設(shè)計(jì)地震力錨-ing非結(jié)構(gòu)性的元素從公式2確定的建筑物， 在fpseismic設(shè)計(jì)力在非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重心；apnonstructural元放大系數(shù)從1變化到2.50；sdsdesign光譜響應(yīng)在短周期；非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的wpweight；在非結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接點(diǎn)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)zheight；相對(duì)于基hroof高度；rpnonstructural元反應(yīng)修正系數(shù)不同，由公式3合并后一個(gè)變量來(lái)解釋用于結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸的比例因子在afpermissible樓層加速度；和規(guī)模因素，這是0.60的hfb1和HfB2。預(yù)期主要反應(yīng)從第一模式，公式3增加了可接受的樓層加速度為樓層高度增加，產(chǎn)生可接受的最大地面加速度在樓頂水

23、平等。由于高振型的影響，對(duì)低層的經(jīng)驗(yàn)加速度為那些在樓頂記錄高水平是可能的，這是見(jiàn)證了在出版社建立測(cè)試普萊斯利等人。1999。因此，在任何樓層的可接受的加速度為：從公式3的建筑物的屋頂水平確定，應(yīng)在非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)確認(rèn)。對(duì)于地震的四層樓層加速度限制使用公式3定義，假設(shè)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的彈性響應(yīng)。價(jià)值觀的SDS EQ-I，eq-ii，eq-iii，和eq-iv按抗震工程特設(shè)小組2003的年美國(guó)性能的建議2.16，4.80，9.81，和14.72 m/s2。包括0.6的比例因子，允許第五層加速度4.33 m/s2 EQ-I，9.61 m/s2 eq-ii，19.65 m/s2 eq-iii，和29.47

24、m/s2 eq-iv.全面建設(shè)分析，這些價(jià)值觀應(yīng)該分別為2.60、5.77 m/s2，11.79，和17.68 m/s2，。結(jié)果通過(guò)比較從框架模型分析了發(fā)展與取得的按建筑擬動(dòng)力試驗(yàn)數(shù)據(jù)的hfb1，建模步驟進(jìn)行驗(yàn)證。使用運(yùn)動(dòng)輸入和從出版社建立測(cè)試質(zhì)量和粘性阻尼參。9a和B比較測(cè)得的側(cè)向位移，在第三樓的混合框架和庫(kù)中按建筑與這些分析從HFB1模型得到的這個(gè)框架的時(shí)刻。值得注意的是，該出版社擬動(dòng)力試驗(yàn)的建立是使用0.75eq-i即0.5eq-i，1.5eq-iEQ-I，eq-ii，和eq-iii-m進(jìn)行的，這是一個(gè)修改后的eq-iii普萊斯利等人的形式。斯里塔蘭et al.，1999。2002。在實(shí)

25、驗(yàn)和分析結(jié)果之間有很好的一致性。9a和B證實(shí)，用于建立hfb1和HfB2模型的程序是令人滿(mǎn)意的。在連接級(jí)別的混合模型斯里塔蘭Celik和驗(yàn)證可以發(fā)現(xiàn)2004。作為表征的側(cè)向荷載行為的第一步，兩者混合結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行靜力彈塑性分析。圖10比較了反應(yīng)得到的兩個(gè)模型采用底部剪力由建筑物自重和頂板位移受到建筑高度即歸一，屋頂漂移或平均層間位移。增加的剛度和強(qiáng)度HfB2此圖明顯。由于增加了剛度，對(duì)HfB2基本周期為0.25 s小于獲得的hfb1見(jiàn)表1。從這兩個(gè)建筑的靜力彈塑性反應(yīng)的一個(gè)有趣的觀察開(kāi)始響應(yīng)非線性在約3.8毫米的位移相同盡管使用不同方法設(shè)計(jì)的混合式建筑。此外，選定的層間位移限值都包含在圖10中。

26、在這一階段的測(cè)試，據(jù)報(bào)道，一些溫和的鋼筋斷裂發(fā)生在混合連接的方法，在框架的抗側(cè)力造成一些微不足道的損失，但沒(méi)有跡象表明，框架就在這個(gè)水平巷道塌陷。經(jīng)過(guò)短時(shí)間段的所有地震被認(rèn)為是造成-信息和遠(yuǎn)低于可接受的范圍內(nèi)，這兩個(gè)建筑的殘余漂移?；謴?fù)性能的混合框架系統(tǒng)被認(rèn)為是責(zé)任可能在兩幢樓最小殘余漂移。圖12顯示的是，2樓的最大加速度明顯低于可接受的所有短時(shí)間地面運(yùn)動(dòng)的限制。由于增加了靈活性，hfb1建筑通常產(chǎn)生較低的樓層最大交流celerations比HfB2建筑。然而，在組合1的eq-iv水平地面運(yùn)動(dòng)和組合4、引起較大的地面加速度在HFB1比HfB2 EQ-I平地莫，說(shuō)明建筑重新依賴(lài)輸入運(yùn)動(dòng)的頻率內(nèi)容

27、的變化。圖13比較了最大瞬態(tài)層間位移得到的兩個(gè)建筑物時(shí)受到長(zhǎng)時(shí)間的震動(dòng)im-a到IM-H代表四地震強(qiáng)度水平。正如先前看到的短時(shí)間的運(yùn)動(dòng)，無(wú)論是建筑物產(chǎn)生可接受的每性能方面的層間位移到eq-iii水平運(yùn)動(dòng)。在eq-iv水平運(yùn)動(dòng)，瞬時(shí)在取得im-f和im-g運(yùn)動(dòng)HFB1 terstory漂移分別為5.75和5.46%，分別。這些價(jià)值觀，這是顯著地大于3.8%的可接受的限度和最大幀漂移運(yùn)動(dòng)觀察時(shí)間短，提高控制點(diǎn)對(duì)HFB1滿(mǎn)意的性能eq-iv水平運(yùn)動(dòng)。所有eq-iv水平運(yùn)動(dòng)，最大層間位移的瞬態(tài)HfB2建筑均等于或低于可接受的位移限值。圖13中，分析結(jié)果也強(qiáng)調(diào)了對(duì)輸入地震頻率內(nèi)容的依賴(lài)性。例如，在eq-

28、iv水平，以im-f產(chǎn)生最大層間位移需求的hfb1和最小的層間位移需求的反應(yīng)而在HfB2，建筑物的最大層間漂移是相似的，等于可接受的極限時(shí)，他們受到的IM-H運(yùn)動(dòng)。對(duì)于建筑在eq-iv超過(guò)交流回路層間位移的限制是可能的，但這發(fā)生的力具有較大的基底剪力設(shè)計(jì)建筑HfB2的可能性相對(duì)較低。圖14顯示了所有長(zhǎng)時(shí)間的輸入運(yùn)動(dòng)的代表eq-iv級(jí)地震的EQ-I和接受能限制下的兩個(gè)建筑模型產(chǎn)生的最大地面加速度。正如先前在圖12中看到的持續(xù)時(shí)間短的鉬- tions，hfb1建筑通常產(chǎn)生較低的樓層最大加速度比建筑和既有建筑滿(mǎn)足HfB2設(shè)置樓層加速度的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。然而，從分析得到的地面加速度通常較高，較短的持續(xù)時(shí)間運(yùn)

29、動(dòng)的限制。較低的樓層加速度得到短時(shí)間的運(yùn)動(dòng)下，被認(rèn)為是由于重新了高頻旋回在他們的內(nèi)容。為了說(shuō)明差異在兩反應(yīng)的建立方面，表5比較最大的塑性轉(zhuǎn)角試驗(yàn)出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間地震動(dòng)作用下在首層梁端以及在柱腳即在位置G圖2b確定。當(dāng)連接只有在線性響應(yīng)范圍在一個(gè)特定的位置，相應(yīng)的塑性抽動(dòng)旋轉(zhuǎn)記錄為零?？傮w而言，最大的塑性旋轉(zhuǎn)記錄在列的基礎(chǔ)是大于那些在束端。平均獲得的值顯示不同的地震最大柱塑性旋轉(zhuǎn)，大約是15%比一樓梁發(fā)現(xiàn)平均塑性轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)束。此外，最大的塑性轉(zhuǎn)角記錄HfB2一般低于hfb1記錄。雖然最大的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)記錄在任何位置HfB2是50100%范圍的hfb1的相應(yīng)值，最大塑性轉(zhuǎn)動(dòng)HfB2平均為70%的記錄在HFB1。

30、由于減少了設(shè)計(jì)基底剪力，可以預(yù)見(jiàn)的是，hfb1建筑將經(jīng)歷較大的累積損傷比HfB2。措施，可以反映使用參數(shù)，如塑性旋轉(zhuǎn)在梁柱連接界面或塑料應(yīng)變?cè)跍睾偷匿摻顟?yīng)包括在建筑物的性能評(píng)價(jià)。由于這方面知識(shí)的不足，尤其是對(duì)混合連接，對(duì)層間位移和地面加速度峰值主要是用來(lái)評(píng)估本文的兩預(yù)制混合框架結(jié)構(gòu)建筑物的性能。然而，累積塑性轉(zhuǎn)動(dòng)，OC發(fā)生的外部框架連接在建筑物的一樓進(jìn)行兩建筑利用重新獲得的eq-iv運(yùn)動(dòng)變化im-f和im-h.這些累積的旋轉(zhuǎn)，分別為2.96和0.85拉德hfb1樓和0.68和0.60拉德HfB2建筑，這證實(shí)了預(yù)期的低損傷累積在HfB2預(yù)制連接。需要注意的是，該頻率的輸入運(yùn)動(dòng)的顯著影響的累積塑性

31、轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的建筑的重要內(nèi)容。對(duì)于im-f，交流-累積塑性旋轉(zhuǎn)兩樓相差超過(guò)四倍，而產(chǎn)生的COM比喻累積旋轉(zhuǎn)在建筑IM-H輸入運(yùn)動(dòng)。結(jié)論本文分析了60%個(gè)尺度下的混合框架建筑的抗震性能，分析了一五層框架結(jié)構(gòu)的抗震性能。第一個(gè)建筑是使用一個(gè)直接位移為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法，而二樓是建立從一個(gè)基于力的方法，按照目前的設(shè)計(jì)實(shí)踐。設(shè)計(jì)基底剪力的第一樓是40%低于二樓這樣的橫向強(qiáng)度和剛度兩建筑物均明顯不同。然而，設(shè)計(jì)基底剪力hfb1 24%低于HfB2當(dāng)?shù)谝荒Ｊ狡陂g發(fā)現(xiàn)從動(dòng)態(tài)分析模型HfB2，而不是基于代碼的估計(jì)，是用來(lái)估計(jì)設(shè)計(jì)基底剪力。以下的分析建模過(guò)程的驗(yàn)證，既有建筑進(jìn)行幾次短時(shí)間的地震輸入運(yùn)動(dòng)與加速度、反應(yīng)譜對(duì)

32、應(yīng)的地震強(qiáng)度四級(jí)比較長(zhǎng)。使用分析結(jié)果，得出以下結(jié)論：（1） 這2個(gè)建筑物的抗震性能滿(mǎn)足：性能極限運(yùn)動(dòng)在地震輸入下強(qiáng)度接近或低于設(shè)計(jì)水平地震動(dòng)。因此，力為基礎(chǔ)的方法，在設(shè)計(jì)規(guī)范的單片混凝土特殊的時(shí)刻框架和普萊斯利2002描述的直接位移設(shè)計(jì)是可以接受的程序設(shè)計(jì)的原型五-層的混合框架建筑，以產(chǎn)生可接受的性能，在設(shè)計(jì)水平地震；（2） 在eq-iv，建設(shè)基于基于力的產(chǎn)生可接受的性能的方法。然而，建筑德簽署根據(jù)位移方法不滿(mǎn)意，因?yàn)樗鼘?dǎo)致更高的最大瞬態(tài)層間位移比3.8%本研究認(rèn)為可接受的限制。性能的基礎(chǔ)上構(gòu)建的基于位移的設(shè)計(jì)可以通過(guò)去簽約的eq-iv譜在3.8%目標(biāo)漂移的改進(jìn)；（3） 對(duì)混合連接滯回耗能和r

33、ecentering能力相結(jié)合而產(chǎn)生的殘余漂移可以忽略所有的震動(dòng)，從而滿(mǎn)足最大殘余層間位移是沒(méi)有問(wèn)題的；（4） 確定為建設(shè)存在下面的所有輸入可接受范圍的最大地面加速度。根據(jù)建筑物的反應(yīng)，它似乎在本文中介紹的地面加速度的限制，為四級(jí)的地震是令人滿(mǎn)意的；（5） 整體的混合建筑設(shè)計(jì)的基于位移的方法經(jīng)歷了大的塑性旋轉(zhuǎn)。當(dāng)這些值在柱腳和第一層梁端進(jìn)行比較，最大的塑料旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)受到建筑設(shè)計(jì)力法平均大約是那些記錄在建筑設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的位移法70%；（6） 短時(shí)間的地震運(yùn)動(dòng)，一般產(chǎn)生的預(yù)期趨勢(shì)的建筑行為令人滿(mǎn)意。明顯的差異在建筑物的響應(yīng)的短期和長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)，短時(shí)間運(yùn)動(dòng)的人在發(fā)現(xiàn)地板加速度均比發(fā)現(xiàn)對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)和較小的

34、明顯；（7） 這兩eq-iv水平運(yùn)動(dòng)的影響，塑性累積旋轉(zhuǎn)外部混合框架連接在一樓，有較高的hfb1比為HfB2建筑。未來(lái)的研究應(yīng)集中在量化的可接受的累積損傷參數(shù)，如塑性旋轉(zhuǎn)，使這些參數(shù)也可以被包括在基于性能的抗震評(píng)價(jià)的混合框架建筑。這是公認(rèn)的，本文的重點(diǎn)是建立滿(mǎn)意的分析模型從預(yù)制混合框架建筑；制定比較混合框架結(jié)構(gòu)響應(yīng)采用DBD和FBD法設(shè)計(jì)了一種方法和展示方法；低層為混合框架建筑設(shè)計(jì)到一個(gè)較低的基底剪力比實(shí)踐當(dāng)前代碼所需的預(yù)期業(yè)績(jī)。因此，地震地面運(yùn)動(dòng)被用作主要的變量。為了推廣上面提出的結(jié)論，類(lèi)似的研究，涉及變量，如建筑高度和土壤類(lèi)型可能是必要的。致謝acknowledgmentsall的個(gè)人和組

35、織，結(jié)合本文的研究報(bào)道，值得個(gè)人的感謝和應(yīng)答。作者要感謝米蘭達(dá)教授，土木與環(huán)境工程系，斯坦福大學(xué)，加利福尼亞，提供一些地面運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，而其余的地面運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行向下從太平洋地震研究中心的網(wǎng)站加載后，美國(guó)。特別要感謝的nakaki傲慢集團(tuán)，Inc.，加州nakaki蘇珊娜女士，誰(shuí)提供了有價(jià)值的建議為兩混合框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。符號(hào)注明Af=地面加速度；Ap=非結(jié)構(gòu)單元的放大系數(shù)12.50；Fp=無(wú)側(cè)混凝土強(qiáng)度；fc=后張肌腱后損失的初始應(yīng)力；fpi=后張肌腱屈服強(qiáng)度；fpy=輕度鋼筋的極限強(qiáng)度；fsu=低強(qiáng)度鋼的屈服強(qiáng)度；h=基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)頂板高度；Ip=非結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性系數(shù)是1或1.5；Kelastic=從P

36、ushover結(jié)果估計(jì)建筑彈性剛度；Ksecant=從可接受的漂移極限pushover結(jié)果估計(jì)建筑割線剛度；RP=非結(jié)構(gòu)單元的反應(yīng)修正系數(shù)從1到5；S=比例因子；SDS=短周期設(shè)計(jì)譜響應(yīng)；TELASTIC=建筑彈性基礎(chǔ)期；Wp=非結(jié)構(gòu)因素權(quán)重；Z=在非結(jié)構(gòu)元素附著點(diǎn)高度和結(jié)構(gòu)；=界面旋轉(zhuǎn)。參考文獻(xiàn)：Carr, A. J. 􏰀2003􏰁. RUAUMOKOInelastic dynamic analysis program, Univ. of Canterbury, Christchurch, New Zealand. Celik, O., and Srith

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