案例使用說(shuō)明書(shū)

—有缺陷的高層建筑在罕遇地震作用下抗震性能分析1、教學(xué)目的與用途：隨著現(xiàn)代社會(huì)的迅速發(fā)展，建筑的功能需求也變得更加復(fù)雜，結(jié)構(gòu)形式也越來(lái)越多樣化，常規(guī)的彈性理論分析方法已經(jīng)很難符合當(dāng)代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求。動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析方法在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及評(píng)估中顯得日趨重要，尤其是近100多年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，而且記錄的地震數(shù)據(jù)也越來(lái)越多，動(dòng)力彈塑性分析方法也顯得更加的重要，這種分析設(shè)計(jì)方法也因此被許多國(guó)家采納至規(guī)范中對(duì)常規(guī)規(guī)范設(shè)計(jì)方法進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算，我國(guó)抗規(guī)中也規(guī)定必須采用彈塑性時(shí)程分析方法對(duì)不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算。彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析方法在20基礎(chǔ)上的數(shù)值分析方法，采用時(shí)程分析方法可以計(jì)算出結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的狀態(tài)響應(yīng)全過(guò)程，給出每個(gè)質(zhì)點(diǎn)在各個(gè)時(shí)刻的加速度、速度及位移，因此可以得到結(jié)構(gòu)在每個(gè)時(shí)刻的構(gòu)件內(nèi)力和變形。從而可以獲得結(jié)構(gòu)各個(gè)構(gòu)件在地震作用下的損壞過(guò)程，因此可以判斷結(jié)構(gòu)構(gòu)件塑性鉸產(chǎn)生的先后順序。并且通過(guò)計(jì)算還可以獲得結(jié)構(gòu)的彈塑性變形和延性系數(shù)，與結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)的彈性設(shè)計(jì)分析方法相比較，彈塑性分析方法更加符合實(shí)際，使得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理。本案例適用于結(jié)構(gòu)工程專(zhuān)業(yè)研究生課程《地震工程學(xué)》、《結(jié)構(gòu)抗震分析》、《混凝土非線(xiàn)性分析》2、涉及知識(shí)點(diǎn)：瘦身鋼筋的定義，瘦身鋼筋混凝土的本構(gòu)，鋼筋混凝土彈塑性分析，非線(xiàn)性有限元模型（塑性鉸模型、纖維束模型、殼元損傷模型）、抗震性能標(biāo)準(zhǔn)、常用彈塑性分析方法（平均加速度法、Newmark-法、中心差分法）。3、配套教材《地震工程學(xué)》，胡聿賢著；《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)非線(xiàn)性有限元理論與應(yīng)用》呂西林，金國(guó)芳，吳小涵著4、課件：詳見(jiàn)課件《有缺陷的高層建筑在罕遇地震作用下抗震性能分析》理論和實(shí)踐篇5、啟發(fā)思考題：1）瘦身鋼筋的定義？瘦身鋼筋產(chǎn)生的原因？2）瘦身鋼筋主要用于混凝土結(jié)構(gòu)的那些部位？以框架梁、柱及剪力墻為例說(shuō)明？3剪進(jìn)行闡述？4進(jìn)行闡述？5）混凝土彈塑性分析常用方法有那些？常用的分析軟件有那些？6）塑性鉸模型、纖維束模型、殼元損傷模型那自?xún)?yōu)缺點(diǎn)及適用范圍？7）如何對(duì)瘦身鋼筋混凝土的本構(gòu)進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)？6、分析思路1）瘦身鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變特性；2）瘦身鋼筋混凝土的應(yīng)力應(yīng)變特性；3）罕遇地震作用下的瘦身鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)彈塑性性能分析；4）高層建筑基于性能的抗震分析。7、理論依據(jù)與分析1）由于瘦身鋼筋多用于箍筋，基于不用于縱筋，決定正截面破壞延性的主要是縱筋的屈服應(yīng)變和混凝土的極限壓應(yīng)變，對(duì)于梁正截面破壞延性分析，通常采用素混凝土極限壓應(yīng)變，瘦身鋼筋混凝土極限壓應(yīng)變不會(huì)低于素混凝土本構(gòu)的延性，所以瘦身鋼筋對(duì)梁受彎性能影響不大。2）由于瘦身鋼筋多用于箍筋，基于不用于縱筋，決定正截面破壞延性的主要是縱筋的屈服應(yīng)變和混凝土的極限壓應(yīng)變，對(duì)于柱正截面破壞延性分析，瘦身鋼筋混凝土極限壓應(yīng)變肯定會(huì)低于正常箍筋約束混凝土的極限壓應(yīng)變，所以對(duì)柱子的延性肯定會(huì)有影響，但如果6度區(qū)，設(shè)計(jì)有相當(dāng)富余，罕遇地震作用下瘦身箍筋柱3）由于瘦身鋼筋多用于箍筋，瘦身箍筋由于屈服強(qiáng)度提高，直接提高斜截面抗剪承載力，斜截面無(wú)論發(fā)生剪壓、斜壓、斜拉破壞，均為脆性破壞，相對(duì)來(lái)說(shuō)剪壓破壞延性會(huì)好一些，瘦身鋼筋會(huì)不會(huì)使混凝土斜截面破壞由剪壓破壞轉(zhuǎn)變?yōu)樾眽浩茐模?）抗震設(shè)計(jì)時(shí)，通常按強(qiáng)柱弱梁進(jìn)行設(shè)計(jì)，如果梁采用的瘦身箍筋，柱子采用的是正常箍筋，會(huì)不會(huì)剪切破壞時(shí)由強(qiáng)柱弱梁變?yōu)閺?qiáng)梁弱柱？8、背景信息地震是一種自然災(zāi)害，常常引起結(jié)構(gòu)發(fā)成嚴(yán)重的破壞，從而造成大量的經(jīng)濟(jì)損失?？蚣芑炷两Y(jié)構(gòu)是一種極其常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)體系，我國(guó)規(guī)范要求采用“小震不壞”的抗震設(shè)防目標(biāo)對(duì)其進(jìn)行彈性設(shè)計(jì)，其大震作用下的抗震性能依據(jù)構(gòu)造措施進(jìn)行保證，但沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行大震分析計(jì)算，因此本文結(jié)合多層框架工程實(shí)例，對(duì)其進(jìn)行大震作用下的彈塑性分析，觀(guān)察結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞機(jī)制并根據(jù)定量分析結(jié)果評(píng)估其抗震性能等級(jí)?！笆萆礓摻睢笔侵笀A盤(pán)鋼筋冷拉硬化之后，延性降低，性能不滿(mǎn)足國(guó)家規(guī)定的鋼筋。國(guó)家法律規(guī)定這類(lèi)鋼筋應(yīng)嚴(yán)禁出現(xiàn)在施工過(guò)程中，然而，由于近年來(lái)我國(guó)房地產(chǎn)行業(yè)發(fā)展迅猛，越來(lái)越多的人涌入到該領(lǐng)域從事相關(guān)行業(yè)的工作，從而導(dǎo)致了從事房地產(chǎn)行業(yè)的人員魚(yú)龍混雜。在高利潤(rùn)的誘惑下，一些從業(yè)人員開(kāi)始鋌而走險(xiǎn)甚至越過(guò)法律的界限用各種手段來(lái)減少建筑成本。其中“瘦身鋼筋”正是一些不良企業(yè)獲得巨大利潤(rùn)使用的手段之一，通過(guò)違規(guī)操作，對(duì)正常鋼筋進(jìn)行冷拉硬拔，達(dá)到偷工減料的目的，從而獲得巨大的利潤(rùn)。下面列舉近年來(lái)一些建筑工程結(jié)構(gòu)施工12010年8月，西安被曝出一些樓盤(pán)10%工地施工過(guò)程中采用了這種違規(guī)鋼筋。（2）2012年12月，昆明也被爆出一些樓盤(pán)使用“瘦身鋼筋”，昆明住建局表示將對(duì)全市所有施工工地的建筑材料進(jìn)行檢測(cè)。（32014年6月，焦點(diǎn)訪(fǎng)談曝光河南南陽(yáng)市一些樓盤(pán)違規(guī)使用“瘦身鋼筋”。鋼筋在經(jīng)過(guò)違規(guī)拉伸后直徑為10mm變?yōu)榱?.13mm,8mm變?yōu)榱?.5mm。鋼筋在冷拉硬拔將導(dǎo)致其性能發(fā)生改變，從而影響建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形性能。對(duì)于這類(lèi)已經(jīng)采用了“瘦身鋼筋”并且已經(jīng)竣工的建筑結(jié)構(gòu)，其抗震性能所受