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屈服后刚度对建筑结构地震响应影响的研究

叶列平  陆新征  马千里  程光煜  宋世研  缪志伟  潘鹏  
【摘要】:结构在强震下的弹塑性响应的离散性程度,除受地震输入随机性的影响外,结构自身的弹塑性特性也有很大影响。本文首先分别以单自由度体系和多自由度体系为对象,基于大量的弹塑性时程动力分析,研究了屈服后刚度对结构弹塑性地震响应的影响。分析结果表明,对于单自由度体系,与理想弹塑性相比,在中长周期范围,最大弹塑性位移响应及其离散性随屈服后刚度系数的增大变化不大;而在短周期范围,最大弹塑性位移响应及其离散性随屈服后刚度系数的增大有明显减小;同时,屈服后刚度系数大于零的结构,其往复振动的对称性有显著改善,震后残余变形随屈服后刚度系数的增大而明显减小。对于多自由度结构体系,随屈服后刚度系数的增大,延性系数和累积滞回耗能的分布趋于均匀,使得最大弹塑性层间位移响应的离散性也显著减小。因此,采取适当的措施增大结构的屈服后刚度,有利于减小结构弹塑性地震响应的离散性,使结构累积滞回耗能分布更趋均匀,有利于提高结构弹塑性地震响应预测的准确性,同时有利于减小结构的残余变形,因而有利于控制结构抗震性能和实现基于性能抗震设计。最后论文讨论了提高结构屈服后刚度的方法,提出了在结构系统层次上实现强化型结构的概念,并介绍了几个算例。

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