高層建筑消能減震結(jié)構(gòu)抗超大震性能分析與設(shè)計(jì).pdf

1、地震是一釉危害性極大的自然災(zāi)害，由于其發(fā)生的隨機(jī)性和不確定性，往往會(huì)造成慘重的人員傷亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。隨著社會(huì)發(fā)展和人們生活水平的提高，對(duì)高層建筑等重要性和城市功能保障性結(jié)構(gòu)的抗震性能要求也日益增高。然而按照傳統(tǒng)抗震設(shè)防準(zhǔn)則“小震不壞，中震可修，大震不倒”設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，會(huì)在大震發(fā)生后造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失、難以使結(jié)構(gòu)在突發(fā)的超大震作用下不倒塌以及難以保證重要建筑和城市功能保障性建筑在大震中正常工作。消能減震結(jié)構(gòu)具有安全性、經(jīng)濟(jì)性和易實(shí)現(xiàn)更高

2、的抗震性能等優(yōu)越性，為抗震結(jié)構(gòu)在可接受的經(jīng)濟(jì)水平內(nèi)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)抗超大震的性能目標(biāo)提供了可能。本文在傳統(tǒng)抗震設(shè)防準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上，提出了針對(duì)消能減震結(jié)構(gòu)的一種更高的設(shè)防準(zhǔn)則“超大震不倒”，并對(duì)高層建筑消能減震結(jié)構(gòu)抗超大震性能進(jìn)行了詳細(xì)分析，主要包括以下內(nèi)容和結(jié)論。
　　(1)論述了結(jié)構(gòu)抗超大震性能實(shí)現(xiàn)的必要性和可行性，采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件PKPM按照現(xiàn)行8度(0.20g)設(shè)防的要求設(shè)計(jì)了一座12層平面鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，并在該框架結(jié)構(gòu)上分別布置

3、粘滯消能器、摩擦消能器和防屈曲支撐，得到三個(gè)消能減震結(jié)構(gòu)，應(yīng)用結(jié)構(gòu)非線性分析與性能評(píng)估軟件PERFORM3D對(duì)平面框架結(jié)構(gòu)和三個(gè)消能減震結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行8度小震、8度大震和9度大震作用下的時(shí)程分析，結(jié)果表明:小震作用下，摩擦消能器和防屈曲支撐均未起滑或屈服，而粘滯消能器能為主體結(jié)構(gòu)提供較大的附加阻尼;摩擦消能器無(wú)論在小震、大震和超大震作用下均能起到很好的減震效果;分別應(yīng)用了粘滯消能器、摩擦消能器和防屈曲支撐的三個(gè)消能減震結(jié)構(gòu)均能實(shí)現(xiàn)抗超大震

4、性能，滿(mǎn)足“超大震不倒”的設(shè)防準(zhǔn)則（性能目標(biāo)）。
　　(2)選擇一座7度(0.10g)設(shè)防的20層鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)第2-13層的相應(yīng)位置布置摩擦消能器，得到一個(gè)消能減震結(jié)構(gòu)，對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)和消能減震結(jié)構(gòu)應(yīng)用結(jié)構(gòu)非線性分析與性能評(píng)估軟件PERFORM3D進(jìn)行7度小震、7度大震和8度大震作用下的時(shí)程分析，結(jié)果表明:摩擦消能器能起到較好的控制效果;摩擦消能器能為主體結(jié)構(gòu)提供較大的附加阻尼比;避免消能減震結(jié)構(gòu)沒(méi)有布置消能器的樓

5、層層間位移角比相應(yīng)原結(jié)構(gòu)的層間位移角大，消能器應(yīng)盡量在豎向每層都布置;布置摩擦消能器的消能減震結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足“超大震不倒”的設(shè)防準(zhǔn)則（性能目標(biāo)）。
　　(3)采用結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)軟件SAP2000按照現(xiàn)行8度(0.20g)設(shè)防的要求設(shè)計(jì)了一座48層巨型結(jié)構(gòu)，并將此結(jié)構(gòu)的所有普通支撐分別用與其等剛度和等面積的防屈曲支撐代替，分別得到等剛度防屈曲支撐巨型結(jié)構(gòu)和等面積防屈曲支撐巨型結(jié)構(gòu)，然后分別對(duì)巨型結(jié)構(gòu)和兩個(gè)防屈曲支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行8度、8.5度和