1.框架結構體系:通過合理設計,可以把框架結構做成延性框架。延性框架在大震作用下,通過先出現(xiàn)梁鉸、后出現(xiàn)柱鉸這樣一種耗能機構耗散大量的地震能量,結構能夠承受一定的側向變形。所以純框架結構是一種抗震性能很好的結構。但是我們同時也看到由于純框架的抗側剛度較小,造成的側移值比較大,因此建造高度不宜太高。非結構構件比如填充墻在地震作用下,也可能出現(xiàn)裂縫和破壞?蚣芎吞畛鋲χg的硬性聯(lián)結造成的剛度增大效應也可能造成設計上未考慮到的增大的側向力。倘若是半高的填充墻,還會導致形成短柱,剛度增大,承受很大的剪力,造成柱子的剪切破壞。
2. 剪力墻結構體系:剪力墻結構加固的承載力及剛度都很大,側移變形小,因此它的使用范圍可以比純框架結構更高。適用于框架結構構件的非線形抗震性能的原理總體上也可以用于剪力墻,也可以把剪力墻設計成為延性剪力墻,也可以以穩(wěn)定的方式來耗散地震能量。但是,剪力墻中不論是墻肢還是連梁,它的截面的特點是短而高,這類構件對剪切變形相當敏感,容易出現(xiàn)裂縫,容易出現(xiàn)脆性的剪切破壞。因此需進行精心合理的設計,才能夠使剪力墻具有良好的抗震性能和良好的延性能力。剪力墻的破壞形態(tài)與其剪跨比有很大關系,對剪跨比很小的矮墻,以剪切破壞形態(tài)為主,塑性變形能力很差,所以在抗震結構中應避免采用矮墻。對于懸臂墻的能量耗散,主要是通過墻底出鉸來進行的。而對于聯(lián)肢墻,經(jīng)過合理地設計開洞位置,使它的能量耗散機理與具有強柱弱梁的梁鉸機構相似,形成強墻弱梁,即連梁梁端出鉸,墻底出鉸,而墻體的其它地方,均不出現(xiàn)塑性鉸。否則,倘若連梁強于墻肢,則會出現(xiàn)與柱鉸機構一樣的層變形機構。對于較長的懸臂墻,通常通過人為開洞使之變成聯(lián)肢墻,因為懸臂墻作為靜定結構,一旦有一個截面破壞失效,就會導致結構失效和倒塌,而聯(lián)肢墻則可設計成強墻弱梁,出鉸數(shù)目較多,耗能較大。同框架設計的強剪弱彎一樣,連梁及墻肢也需要通過“強剪弱彎”來提高其抗剪承載能力,推遲剪切破壞,從而改善其延性。但是受其自身截面特點的影響,構件仍不能保證不發(fā)生剪切破壞,特別是連梁,一般情況下的普通配筋連梁很難實現(xiàn)高延性,設計時,必須專門采取措施改變其性能。
3.框架與剪力墻結構體系:是把框架和剪力墻結合在一起共同抵抗豎向和水平荷載的一種體系,它利用剪力墻的高抗側力剛度和承載力,彌補框架結構抗側剛度差,變形較大的弱點。由于剪力墻與框架協(xié)同工作,改善了純框架和純剪力墻的變形性能,總變形減小,層間變形減小,而且上下趨于均勻,框架上下各層柱的受力也比較均勻。另外,在地震作用下,剪力墻承擔了大部分剪力,框架只承擔很小的一部分剪力,通常都是剪力墻先屈服,剪力墻屈服后將產(chǎn)生內(nèi)力重分配,框架分配的剪力將會增大,如果地震作用繼續(xù)增大,框架結構也會屈服,使之形成曲線分布吻合最好。
與常規(guī)結構靜力彈塑性分析方法相比,考慮土2結構相互作用的結構靜力彈塑性分析方法有其特殊性,結構靜力彈塑性分析中的側向力分布模式、目標位移的確定方法需重新確定。 對比較規(guī)則的高層框架結構進行考慮土2結構相互作用非線性抗震分析,既可以采用非線性地震反應時程分析法,也可以采用靜力彈塑性分析方法,兩種方法都能對結構進行抗震性能評估。 對高層建筑結構進行考慮土2結構相互作用靜力彈塑性分析時,考慮到高階振型影響,側向力分布模式最好選用曲線分布模式。