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第31卷第7期建筑结构2001年7月

在用RC框架结构基于位移的抗震性能评估*

田颖钱稼茹刘凤阁
(清华大学北京100084)

[提要]根据能力谱方法的基本原理,建立了在用RC框架结构基于位移抗震性能的评估方法。该方法采用
了振型分解法建立的多自由度体系和等效单自由度体系之间的转换关系,以及由现行5建筑抗震设计规范6的
反应谱曲线建立的结构抗震要求曲线。用本文方法对清华大学主楼10层钢筋混凝土框架结构进行了抗震性
能评估,同时进行了小震和大震作用下的弹塑性时程分析。本文方法得到的顶点位移角、层间位移角和塑性
铰分布与时程分析的结果比较符合。
[关键词]钢筋混凝土框架结构位移抗震性能评估能力谱法

Bymeansofbasicprincipleofcapacityspectrummethod,thedisplacemen-tbasedseismiccapacityevaluationmethod
forexistingreinforcedconcrete(RC)framestructuresisestablished.Basicfeaturesofthemethodarenon-linearstatic
analysis(i.e.,push-overanalysis),transformationbetweenmult-idegreeoffreedomsystem(MDOF)andsingle-de-
greeoffreedomsystem(SDOF),andseismicdemandcurveintheformofacceleration-displacementspectrum.The
relationshipbetweenMDOFandSDOFisestablishedbymodeanalysisandtheseismicdemandcurveaccordingtothe
responsespectrumgiveninthecurrentSeismicDesignCodeforBuildings.Seismicperformanceof10-storymain
buildingofTsinghuaUniversityisevaluatedbythedevelopedcapacityspectrummethod.Theresults,suchasthetop
displacement,thestorydriftandtheplastichingedistributionundertheminorearthquakeandtherareearthquake
areverifiedbynon-lineartimehistoryanalysis.
Keywords:existingreinforcedconcreteframestructure;displacemen-tbasedseismicbehaviorevaluation;capacity
spectrummethod

一、前言根据第(2)步结果,求得地震基底剪力的折减系数
在用RC框架抗震加固前,有必要比较合理地估R(L),由R-L关系求出结构顶点位移延性比要求
计其实际的抗震能力。20世纪90年代以来,美国工L。由弹性加速度-位移谱,得到对应于L的反应谱,
程界将基于功能/位移的方法引入建筑抗震性能评估将其作为相应地震烈度对结构的抗震要求曲线。
和抗震加固设计,如ATC-40[2]和FEMA-73[3]。本(4)将能力曲线和要求曲线画在同一坐标的平面
文用改进的能力谱法,建立在用RC框架结构基于位图内,得到两条曲线的交点,交点坐标为谱加速度值

移的抗震性能评估方法,并用此方法评估了清华大学Sa和谱位移值Sd,Sd和Sa与等效质量M的乘积F
主楼框架结构的抗震性能。分别为等效单自由度体系在地震作用下的位移要求和
二、改进能力谱方法的基本步骤基底剪力要求。
本文所述改进的能力谱方法适用于以第一振型响(5)通过单、多自由度转换关系,将第(4)步所得位
应为主的结构,其基本步骤为:移转换为结构的顶点位移,连同第(3)步确定的结构顶
(1)对需要抗震性能评估的结构作静力弹塑性分点位移延性比,作为结构的抗震要求。
析[4](pushoveranalysis),得到基底剪力-顶点位移关(6)由第(1)步静力弹塑性分析的结果,考察加载
系曲线、层剪力-层间位移关系曲线,以及不同顶点位至由第(5)步确定的结构顶点位移时的层间位移角、梁
移时的梁柱变形、塑性铰分布等。柱的变形、塑性铰分布等。
(2)根据单、多自由度体系的转换关系,建立结构(7)根据在用RC框架结构抗震性能评估标准,由
的等效单自由度体系;将基底剪力-顶点位移曲线转第(4)~(6)步的结果给出框架结构基于位移的抗