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摘要：簡(jiǎn)要回顧了結(jié)構(gòu)防災(zāi)減災(zāi)設(shè)計(jì)概念的發(fā)展;從結(jié)構(gòu)的分災(zāi)思想、分災(zāi)元件、分災(zāi)模式、分災(zāi)設(shè)計(jì)基本原則等方面,系統(tǒng)研究了“基于分災(zāi)模式的結(jié)構(gòu)防災(zāi)減災(zāi)設(shè)計(jì)概念”;討論了分災(zāi)模式與結(jié)構(gòu)控制的關(guān)系;通過(guò)對(duì)典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析,說(shuō)明分災(zāi)模式的設(shè)計(jì)概念是可行的,有助于結(jié)構(gòu)的防災(zāi)減災(zāi)以及工程師形成可操作的數(shù)學(xué)模型。

關(guān)鍵詞：抗震設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)最優(yōu)化；結(jié)構(gòu)可靠性；分災(zāi)模式；結(jié)構(gòu)控制

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及人們對(duì)各種自然災(zāi)害的發(fā)生機(jī)理和成災(zāi)模式認(rèn)識(shí)的加深,人類有可能采取更加安全、有效、合理、經(jīng)濟(jì)的防災(zāi)減災(zāi)設(shè)計(jì)方法,減輕災(zāi)害造成的損失.建立合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念,使結(jié)構(gòu)以較低的造價(jià),得到較高的安全性能,具有非常重要的意義[1-5]。

1結(jié)構(gòu)防災(zāi)減災(zāi)設(shè)計(jì)概念的發(fā)展

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的科學(xué)研究和工程實(shí)踐,人們關(guān)于結(jié)構(gòu)防災(zāi)減災(zāi)設(shè)計(jì)的概念也經(jīng)歷了一系列的發(fā)展變化.主要有以下這些設(shè)計(jì)概念(以地震災(zāi)害為例):

“剛性結(jié)構(gòu)體系”設(shè)計(jì)概念:即大大增加結(jié)構(gòu)的剛度,使其與基礎(chǔ)成為一個(gè)剛性整體.這種設(shè)計(jì)很不經(jīng)濟(jì),較難實(shí)現(xiàn)[6-8]。

“柔性結(jié)構(gòu)體系”設(shè)計(jì)概念:這種設(shè)計(jì)雖然可以有效地減少作用于結(jié)構(gòu)的地震荷載強(qiáng)度,但在大震作用下會(huì)由于結(jié)構(gòu)變形過(guò)大而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞,甚至倒塌;在小震及常規(guī)荷載作用下,又會(huì)由于剛度過(guò)低而很難滿足結(jié)構(gòu)的正常使用要求[9]。

“延性結(jié)構(gòu)體系”設(shè)計(jì)概念:這是目前采用較為普遍的設(shè)計(jì)概念,即適當(dāng)控制結(jié)構(gòu)的剛度,使結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震時(shí)進(jìn)入非彈性變形狀態(tài),以消耗地震能量,保證結(jié)構(gòu)不倒塌[10]。

“結(jié)構(gòu)控制體系”設(shè)計(jì)概念是近年發(fā)展起來(lái)的,是結(jié)構(gòu)防災(zāi)減災(zāi)設(shè)計(jì)概念一次突破。

…………

3.2分災(zāi)子結(jié)構(gòu)

作為框-剪結(jié)構(gòu)的分災(zāi)子結(jié)構(gòu),非災(zāi)害荷載作用下,帶縫剪力墻能夠滿足正常使用要求.災(zāi)害荷載作用下,一方面利用帶縫剪力墻的縫隙聯(lián)結(jié)面材料進(jìn)行耗能;另一方面,聯(lián)結(jié)面開(kāi)裂,剛度降低,結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性發(fā)生變化,周期變長(zhǎng),有利于結(jié)構(gòu)抗震.框-桁結(jié)構(gòu),用一個(gè)桁架代替剪力墻作為結(jié)構(gòu)的分災(zāi)子結(jié)構(gòu).框-桁結(jié)構(gòu)。

具有受力明確、計(jì)算簡(jiǎn)單、可人為控制破壞順序(弱腹桿→中強(qiáng)梁→強(qiáng)柱)、結(jié)構(gòu)全部由桿件組成而不會(huì)出現(xiàn)剛度突變、可人為控制剛度、不易造成材料浪費(fèi)等優(yōu)點(diǎn)。