分灾模式设计范文

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摘要：简要回顾了结构防灾减灾设计概念的发展;从结构的分灾思想、分灾元件、分灾模式、分灾设计基本原则等方面,系统研究了“基于分灾模式的结构防灾减灾设计概念”;讨论了分灾模式与结构控制的关系;通过对典型结构设计的分析,说明分灾模式的设计概念是可行的,有助于结构的防灾减灾以及工程师形成可操作的数学模型。

关键词：抗震设计；结构最优化；结构可靠性；分灾模式；结构控制

随着科学技术的发展以及人们对各种自然灾害的发生机理和成灾模式认识的加深,人类有可能采取更加安全、有效、合理、经济的防灾减灾设计方法,减轻灾害造成的损失.建立合理的结构设计概念,使结构以较低的造价,得到较高的安全性能,具有非常重要的意义[1-5]。

1结构防灾减灾设计概念的发展

经过长期的科学研究和工程实践,人们关于结构防灾减灾设计的概念也经历了一系列的发展变化.主要有以下这些设计概念(以地震灾害为例):

“刚性结构体系”设计概念:即大大增加结构的刚度,使其与基础成为一个刚性整体.这种设计很不经济,较难实现[6-8]。

“柔性结构体系”设计概念:这种设计虽然可以有效地减少作用于结构的地震荷载强度,但在大震作用下会由于结构变形过大而导致结构破坏,甚至倒塌;在小震及常规荷载作用下,又会由于刚度过低而很难满足结构的正常使用要求[9]。

“延性结构体系”设计概念:这是目前采用较为普遍的设计概念,即适当控制结构的刚度,使结构构件在地震时进入非弹性变形状态,以消耗地震能量,保证结构不倒塌[10]。

“结构控制体系”设计概念是近年发展起来的,是结构防灾减灾设计概念一次突破。

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3.2分灾子结构

作为框-剪结构的分灾子结构,非灾害荷载作用下,带缝剪力墙能够满足正常使用要求.灾害荷载作用下,一方面利用带缝剪力墙的缝隙联结面材料进行耗能;另一方面,联结面开裂,刚度降低,结构动力特性发生变化,周期变长,有利于结构抗震.框-桁结构,用一个桁架代替剪力墙作为结构的分灾子结构.框-桁结构。

具有受力明确、计算简单、可人为控制破坏顺序(弱腹杆→中强梁→强柱)、结构全部由杆件组成而不会出现刚度突变、可人为控制刚度、不易造成材料浪费等优点。