高層框筒結構抗震性能分析方法研究.pdf

1、框架-核心筒結構體系受力合理、耗材經濟，成為世界高層建筑結構體系的首選。如何評估和保證高層結構在地震作用下的可靠性，已成為結構抗震設計的重要課題，對高層框筒結構的優(yōu)化設計和抗震性能評價方法進行研究具有工程指導意義。
　　基于某高層框筒結構，概述了現階段結構抗震設計理論，包括靜力理論、反應譜理論、動力理論和基于性能的抗震設計理論。采用SATWE、SAP2000、Midas-Gen和EPDA-PUSH軟件建立結構空間分析模型，進行結構

2、的校核與性能評價。模型整體控制指標選擇周期比、剪重比、層間受剪承載力之比、位移比、層間位移角、剛度比、剛重比和軸壓比。在結構合理的基礎上，進行了動力彈性時程分析，靜力彈塑性分析和動力彈塑性分析，并進一步研究了不同側向加載模式及P-△效應對靜力彈塑性分析結果的影響，增量動力時程分析在高層框筒結構的應用和性能評估方法。最后，整理了目前常用的16種地震動強度指標，結合單自由度體系和實際框筒模型，探討了不同地震動強度指標在高層框筒結構中的適用性

3、，并對一階周期反應譜值強度指標提出了改進方案。主要研究結果與結論如下:
　　(1)對于結構主要控制參數，不同力學模型分析軟件的計算結果相近，能夠滿足規(guī)范限值要求且技術經濟指標較佳。振型分解反應譜法計算結果偏于保守，可用于結構配筋設計，彈性時程分析可作為有利補充;在中震作用下，結構型鋼混凝土柱和剪力墻能夠滿足不屈服的設計要求;靜力彈塑性和動力彈塑性分析結果表明，在大震作用下，結構塑性層間位移角滿足規(guī)范限值和性能要求。
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4、)以彈塑性動力時程分析下結構基底剪力-頂點位移的平均結果作為標準，研究了不同加載模式和考慮P-△效應與否對分析結果的影響。結果表明:對于彎剪型變形的高層框筒結構，實時加載分布模式由于考慮結構動力特性的變化，分析結果與時程分析結果的平均值最相近，且受P-△效應影響的程度在四種分布模式中最小，故推薦采用實時加載分布模式對高層框筒結構作靜力彈塑性分析。
　　(3)以層間位移角為控制指標，將結構性能水準劃分為五級，分別為正常使用、基本使用

5、、修復使用、生命安全和接近倒塌。以現階段工程應用最廣的PGA為地震動強度指標，利用增量動力時程分析法（IDA法），進行了單條和多條地震波的IDA的分析?；诟怕史治龇椒?，計算了7條地震波84％、50％和16％的百分位數統(tǒng)計回歸曲線，結果表明增量動力時程分析IDA能夠在概率層面預測結構在不同水平地震動作用下的響應和損壞情況，可以作為結構性能分析與評估的重要手段和依據。
　　(4)將地震動強度指標劃分為四大類，采用時程分析法，考察了高

6、層框筒結構各指標與自振周期為0.5s-12.0s的單自由度體系響應的相關性，探討了高層框筒長周期結構考慮高階振型影響的地震動強度指標選用方法。研究表明:①大部分地震動強度指標與彈性單自由度體系(SDOF)響應相關性差別很大，隨著周期延長，相關性降低。②第一周期反應譜值強度、能量密度強度與位移和基底剪力的相關性在全周期段內較高。③地面運動峰值速度(PGV)與結構位移、基底剪力的相關性均較高，地面運動峰值位移(PGD)與結構位移相關性高，與