型钢混凝土结构抗震性态水平和容许变形值的研究

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1、型钢混凝土结构抗震性态水平和容许变形值的研究【摘要】结合国内外对钢筋混凝土结构性能水平的划分标准，将SRC结构的性能水平划分为正常使用、暂时使用、生命安全和接近倒塌四个阶段；介绍了SRC柱的主要破坏形态，提出了四个性能水平的失效判别标准和参数；在总结国内外SRC试验柱和平面框架试验研究资料的基础上，得出SRC框架结构四个性能水平极限状态对应的层间位移角限值和柱端裂缝宽度分布范围。最后结合性能抗震设计理念，提出SRC结构基于性能抗震设计尚需深入研究的问题。关键词：型钢混凝土结构；抗震性能水平；容许变形值；量化指标AbstractbiningancegradesofrEinforcedconc

2、retestructuresathomeandabroad,thesEIsmicperformanceofsteelreinforcedconcrete(SRC)structurescanbeinducedintofourlevels:normalservice,temporaryservice,lifesafetyandcollapseprevention.ThefailuremodesandcharacteristicsofSRCcolumnsareintroduced,andlimitstatesofthefourseismicperformancelevelsandtheirdom

3、inatingparametersareputforentsandresultsofSRCframesandcolumns,thestorydriftsanglelimitationandrangeofcracknendareobtainedforfourdifferentseismicperformancelevels.Finallyconsideringideasofperformancebasedseismicdesign,problemsneededmuchfurtherstudyaboutSRCstructuresareproposed.Keyicperformancelevel

4、s,tolerantdeformationvalues,quantitativeindex1.引言型钢混凝土结构（SRC结构）又叫劲性钢筋混凝土结构或钢骨混凝土结构，是钢-混凝土组合结构的一种形式。SRC结构通过把钢和混凝土巧妙地组合在一起，充分发挥了这两种材料的特性，其具有比传统结构承载力高、强度刚度大、稳定性和抗震性能好等优点。随着超高层建筑的发展和理论研究的深入，SRC结构在我国将具有非常广阔的应用前景。目前国内外对SRC结构的研究工作和成果主要集中在构件的承载能力，即针对强度计算开展研究[1]。随着基于性能抗震设计理论的提出和发展，人们意识到这种传统基于力的设计方法还存在缺陷，开展

5、基于性能的SRC结构抗震设计理论则更加科学合理，既符合当代抗震设计理念的发展趋势，又为工程实践应用和推广型钢混凝土结构提供基础。确定SRC结构在不同性能水平下的容许变形值是实现其基于性能抗震设计理论的前提和关键。由于结构的性能与破坏状态有关，而结构的破坏状态又可由结构的反应参数或者某些定义的破坏指标来确定，所以，结构性能水平可以用这些主要的参数来划分。容许变形值被认为是比较重要的反应参数，但对此方面的研究还比较欠缺，本文即在此背景下研究SRC结构功能失效的判别参数和容许变形值的大小。2.SRC结构的性能水平和抗震设防目标2.1性能水平划分结构的抗震性能水平是指建筑物在某一特定设防地震水准下

6、预期达到的最大破坏程度，或容许的损坏极限状态。目前对钢筋混凝土结构性能水平的划分比较明确，比如我国现行抗震规范[2]将其分为三档，美国Vision2000、FEMA273和ATC-40分为四档，当然还有学者提出其他不同的划分标准。性能水平为基于性能的抗震设计和震后修复加固提供依据，对于SRC结构，结合已有的划分方法和试验理论研究成果[2]，将其性能水平分为四档，见表1所示。表1SRC结构四个性能水平及其宏观描述Tab.1TargetperformancelevelsanddamagecontrolofSRCstructures2.2抗震性能目标确定结构的性能目标是指一定超越概率的地震发生时

7、，结构期望达到的某种功能水平。我国现行抗震规范采用小震不坏、中震可修、大震不倒的三水准设防目标，但在表1提出的SRC结构性能水平背景下，已有的三水准抗震设防目标需要更加细化。按照小中大三个地震作用水平和“四档”性能水平，可对SRC结构建立表2所示的抗震性能目标。表2SRC结构抗震性能目标Tab.2Seismicperformanceobjectives(其中：①为基本目标，指一般使用要求的建筑应具备的最基本性能目标；②为