長周期地震動作用下高層鋼框架結構倒塌模式研究.pdf

1、近年來，隨著社會經濟的發(fā)展，世界各地的超高層結構、高聳建筑、大型儲液罐、大跨度橋梁等長周期建筑開始大量建造，這些長周期建筑容易與長周期地震動的低頻部分產生類共振效應，造成劇烈振動或嚴重破壞。尤其對于高層鋼框架結構，由于其抗側剛度低、阻尼比小，共振效應會使結構產生很大側移，這一方面加劇了P-Δ效應，另一方面，長時間的持續(xù)振動會導致鋼材強度和剛度退化，幾何非線性和材料非線性的雙重影響將會使結構處于極為不利的受力狀態(tài)，很容易發(fā)生破壞甚至倒塌。

2、而結構的倒塌失效模式可以反映出結構的倒塌過程，并可以為改善結構的抗震性能提供針對性方法，使結構滿足不同地震動強度下相應的目標性能，盡最大可能減少人們的生命和財產損失，因而研究高層鋼框架結構的倒塌模式具有重要的現實意義。本文以高層鋼結構為研究對象，利用 SAP2000對結構進行非線性時程分析，識別結構的倒塌模式，并比較長周期地震作用下和普通地震作用下結構倒塌模式之間的差異。本文主要工作和結論如下：
　　1.確定了長周期地震波的選波原

3、則，依此原則選取了15條長周期地震波，另外選擇了3條普通地震波，并對選取的地震波進行了處理。
　　2.分別建立了15層和25層鋼框架結構、15層和25層鋼框架-支撐結構4個模型算例，并對各算例分別進行了模態(tài)分析。
　　3.以選取的18條地震動作為荷載對4個模型算例進行非線性時程分析，選用增量動力失效準則和整體變形限值準則兩個倒塌判據，判定倒塌判據的有效性及各模型的倒塌模式。結果表明：就安全度而言，整體變形限值準則要優(yōu)于增量動

4、力失效準則；當結構的自振周期較小時（T<1s），輸入普通地震動和長周期地震動時，結構在倒塌點的地震強度和最大側移并沒有太大的差別；當結構的自振周期較大時（1s2s），普通地震動輸入下結構在倒塌點的地震強度