自复位结构延性需求谱研究
2018-09-28杨博雅吕西林
杨博雅, 吕西林
(同济大学 结构工程与防灾研究所,上海 200092)
由于地震作用的复杂性和不确定性,结构有可能遭受远高于设防烈度的地震作用,造成结构构件损伤严重,难以修复。由此,吕西林等[1]提出了可恢复功能结构,其特点为地震后不需修复或稍加修复即可恢复其使用功能。自复位(Self-Centering, SC)结构属于可恢复功能结构的一种,即在经历较大变形之后仍能使构件回复原来位置,损伤小,易修复,是结构抗震设计的一个理想的新方向[2]。
自复位结构的本质就是一种采用“干连接”连接方式的预制结构,主要有以下三个部分组成:①基本保持弹性的主体结构;②后张拉预应力体系,在摇摆过程中提供回复力;③耗能部分,由于预制结构的耗能较差,需对结构附加耗能构件。无耗能装置的预制剪力墙具有双线型弹性滞回曲线,有耗能装置的预制剪力墙滞回曲线具有“旗帜型”特点,与现浇剪力墙滞回曲线对比,如图1所示。自复位的概念最开始运用在混凝土结构中,随后扩展应用至钢结构[3]、木结构[4]以及砌体结构[5]等结构中。国内外针对自复位结构进行了多项试验研究,研究重点集中于新型的连接方式以及耗能方式的实现[6-7]。

图1 现浇剪力墙与预应力预制剪力墙滞回曲线对比Fig.1 Comparison between responses of traditional RC shear walls and precast walls with or without additional dampers
为实现基于性能的抗震设计方法,预测自复位结构在强震下的弹塑性响应,有必要对其进行弹塑性反应谱进行研究。Christopoulos等[8]研究了不同的抬起后刚度α和耗能能力β的SDOF自复位旗帜型体系静力作用下性能,认为在延性需求方面,旗帜型滞回模型优于双线型弹塑性滞回模型;……
