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垂直几何不规则性的高层RC建筑物中P-Delta效应对抗震性能的影响综述

期刊:international research journal of engineering and technology

本文档属于类型b,是一篇综述性论文。

论文的主要作者为Dipesh D. Sambare、Trupti Narkhede和P. J. Salunke,均来自印度马哈拉施特拉邦新孟买Kamothe的马哈特玛·甘地使命工程学院土木工程系。该论文发表于2024年11月的《International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET)》第11卷第11期。

论文的主题是探讨P-Delta效应(P-Delta effect)对高层建筑抗震性能的影响,特别是针对具有垂直几何不规则性的高层钢筋混凝土(RC)建筑。以下是论文的主要观点及其详细阐述:

1. P-Delta效应对高层建筑抗震性能的影响
P-Delta效应是指建筑物在侧向位移时,轴向荷载与侧向位移相互作用产生的额外内力和弯矩。这种效应在高层建筑中尤为显著,尤其是在具有垂直几何不规则性的建筑中。论文指出,垂直几何不规则性(如建筑高度突变、柱间距变化等)会导致力的分布不均,进一步加剧P-Delta效应的影响。通过非线性动力分析,研究发现P-Delta效应显著增加了高层建筑的侧向位移和内应力,可能导致楼层间位移增大、非均匀损伤分布以及系统整体失稳。

2. P-Delta效应与垂直几何不规则性的交互作用
论文详细讨论了P-Delta效应与垂直几何不规则性之间的交互作用。垂直不规则性(如建筑顶部尺寸减小或楼层高度明显变化)会导致建筑在顶部产生更大的侧向位移,而P-Delta效应会进一步放大这种位移。例如,顶部尺寸减小的建筑在上部楼层更容易发生扭转效应,而楼层高度不同的建筑则会在较高楼层产生较大的位移和内力,可能导致结构损坏或失稳。

3. 文献综述的综合发现
论文对大量相关文献进行了综述,总结了以下几个重要发现:
- 在不规则结构中,P-Delta效应会导致响应量的显著增加。
- 上部楼层的位移需求对下部楼层的不规则性更为敏感。
- 在仅受重力荷载的情况下,P-Delta效应影响较小,但随着建筑层数的增加,其重要性逐渐凸显。
- 对于7层以下的建筑,P-Delta效应通常不明显。
- P-Delta效应的影响与地震动的特性密切相关。
- 对于高层建筑(超过7层),必须进行P-Delta分析以准确评估结构的抗震性能。
- 研究表明,常用的结构分析软件(如SAP2000、ETABS和STAAD Pro)能有效处理P-Delta效应的分析。

4. 现有研究中的不足与未来研究方向
尽管现有研究对P-Delta效应有了一定理解,但仍存在以下不足:
- 缺乏专门针对P-Delta效应与垂直几何不规则性综合影响的研究。
- 对特定楼层不规则性与P-Delta效应相互作用的研究不足,尤其是在高层建筑中这种作用可能导致地震响应的显著放大。
- 现有研究多采用简化模型,未能充分考虑P-Delta效应与垂直不规则性的复杂性。
- 对材料在大变形下的非线性行为研究较少,尤其是在具有不规则性的高层建筑中。
- 扭转运动对具有垂直不规则性的建筑在P-Delta效应下的影响尚未充分探讨。
- 场地条件(如土-结构相互作用)和区域地震活动性对P-Delta效应的影响需要进一步研究。

5. 论文的价值与意义
本文通过系统综述P-Delta效应对高层建筑抗震性能的影响,特别是针对具有垂直几何不规则性的建筑,为结构工程师提供了重要的理论支持和设计参考。论文不仅总结了现有研究的成果,还指出了目前研究中的不足和未来发展方向,为相关领域的进一步研究奠定了基础。此外,论文强调了非线性分析和高精度建模的重要性,为高层建筑抗震设计提供了新的思路。

6. 论文的亮点
- 综合分析了P-Delta效应与垂直几何不规则性的交互作用,填补了相关研究领域的空白。
- 通过对大量文献的梳理,总结了P-Delta效应在不同类型建筑中的影响规律。
- 提出了未来研究的方向,特别是针对非线性行为和复杂模型的研究需求。
- 为高层建筑抗震设计提供了实用的建议,具有重要的工程应用价值。

这篇论文对高层建筑抗震性能的研究具有重要的理论和实践意义,不仅为结构工程师提供了设计参考,也为学术界指明了未来的研究方向。

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