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汶川地震震害调查表明,钢筋混凝土框架结构几乎没有出现梁铰,而柱铰却普遍存在,这与规范预期的目标大相径庭。为此,2010年,我国新版规范对7度区(三级抗震等级)的抗震措施进行了相应调整,以期形成更为合理的结构耗能机制。另一方面,随着技术手段的不断发展,结构动力时程分析逐渐从平面分析向三维空间分析转化,从层模型等宏观模型向纤维模型等微观模型转化,从单向地面运动输入向双向地面运动输入转化。本文拟在较新的技术手段支持下,对我国现行规范7度0.15g区框架结构抗震措施的有效性进行重新评价,同时验证非弹性动力反应分析软件PERFORM-3D的模拟与分析性能。基于上述研究背景,本文主要完成了以下内容:①简要阐述了目前常用的截面模拟方法,重点介绍了框架结构适用的纤维模型和塑性铰模型,归纳总结其各自的优缺点,为后文框架结构的非线性模型化提供了理论依据。②严格按照《混凝土结构设计规范》GB50010-2010和《建筑抗震设计规范》GB50011-2010设计了一个7度0.15g区的多层多跨钢筋混凝土空间框架结构。③以罕遇水准下的规范反应谱为目标谱,以基本周期段(T~1.5T)的平均反应谱谱值为地面运动强度指标,选择并标定了7组不同地震事件中的地面运动。④利用非弹性动力反应分析软件PERFORM-3D对结构在双向地面运动输入下的各项抗震指标的反应规律进行了考察。完成了上述主要工作后,本文得出了以下主要结论:①当预计结构会进入强非线性阶段或软化阶段时,塑性铰模型的模拟精度优于纤维模型;在模拟轴力与双向弯矩的耦合作用方面,以及模拟新型材料与异形截面的适用性方面纤维模型优于塑性铰模型。使用者应根据拟分析结构的不同来选择适合的模拟方案。②本文通过对常用选波方法的阐述和思考,认为当需要进行的研究工作是面向某一区域范围时,宜采取更具有普遍性的选波方案,如基于震源和记录台站的选波方案或拟合规范反应谱的选波方案;当需要进行的工作是面向某一实际场点时,宜采取基于该场点解聚结果或拟合该场点的条件均值反应谱的选波方案,以体现这一场点的特殊性。③从结构宏观反应上看,现行规范对7度0.15g区的抗震构造措施基本能够保证结构在大震下不发生整体倒塌或局部楼层倒塌,仍然形成以柱铰为主的梁、柱铰混合耗能机制,且柱铰在底层较为集中。从微观反应上看,柱铰虽然数量较多,但其最大钢筋拉应变及最大曲率、转角延性需求并不大,不会导致柱端整体压溃等严重后果。综合两方面信息,本文认为,现行规范7度0.15g区的抗震构造措施总体来说是行之有效的,不宜单纯为了追求形成理想的梁铰耗能机制而导致柱弯矩增大系数和底层柱弯矩增大系数取值过大,造成柱纵向钢筋用量的不合理增长和施工困难。④PERFORM-3D程序作为一款用于非弹性动力反应分析的商业软件,在沿海地区已得到广泛应用。其在性能评价、模型简化、计算效率等方面表现较好,但由于所提供的结果较为死板、单一,甚至无法提供某些数据,从而造成后处理较为麻烦、冗余,可能会使其在工程中的应用受到一定限制。