高層建筑消能減震結構抗超大震性能分析與設計.pdf

1、地震是一釉危害性極大的自然災害，由于其發(fā)生的隨機性和不確定性，往往會造成慘重的人員傷亡和巨大的經(jīng)濟損失。隨著社會發(fā)展和人們生活水平的提高，對高層建筑等重要性和城市功能保障性結構的抗震性能要求也日益增高。然而按照傳統(tǒng)抗震設防準則“小震不壞，中震可修，大震不倒”設計的結構，會在大震發(fā)生后造成巨大的經(jīng)濟損失、難以使結構在突發(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。消能減震結構具有安全性、經(jīng)濟性和易實現(xiàn)更高

2、的抗震性能等優(yōu)越性，為抗震結構在可接受的經(jīng)濟水平內(nèi)實現(xiàn)結構抗超大震的性能目標提供了可能。本文在傳統(tǒng)抗震設防準則的基礎上，提出了針對消能減震結構的一種更高的設防準則“超大震不倒”，并對高層建筑消能減震結構抗超大震性能進行了詳細分析，主要包括以下內(nèi)容和結論。
　　(1)論述了結構抗超大震性能實現(xiàn)的必要性和可行性，采用結構設計軟件PKPM按照現(xiàn)行8度(0.20g)設防的要求設計了一座12層平面鋼筋混凝土框架結構，并在該框架結構上分別布置

3、粘滯消能器、摩擦消能器和防屈曲支撐，得到三個消能減震結構，應用結構非線性分析與性能評估軟件PERFORM3D對平面框架結構和三個消能減震結構分別進行8度小震、8度大震和9度大震作用下的時程分析，結果表明: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構提供較大的附加阻尼;摩擦消能器無論在小震、大震和超大震作用下均能起到很好的減震效果;分別應用了粘滯消能器、摩擦消能器和防屈曲支撐的三個消能減震結構均能實現(xiàn)抗超大震

4、性能，滿足“超大震不倒”的設防準則（性能目標）。
　　(2)選擇一座7度(0.10g)設防的20層鋼筋混凝土剪力墻結構，在該結構第2-13層的相應位置布置摩擦消能器，得到一個消能減震結構，對剪力墻結構和消能減震結構應用結構非線性分析與性能評估軟件PERFORM3D進行7度小震、7度大震和8度大震作用下的時程分析，結果表明: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構提供較大的附加阻尼比;避免消能減震結構沒有布置消能器的樓

5、層層間位移角比相應原結構的層間位移角大，消能器應盡量在豎向每層都布置;布置摩擦消能器的消能減震結構滿足“超大震不倒”的設防準則（性能目標）。
　　(3)采用結構分析與設計軟件SAP2000按照現(xiàn)行8度(0.20g)設防的要求設計了一座48層巨型結構，并將此結構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構和等面積防屈曲支撐巨型結構，然后分別對巨型結構和兩個防屈曲支撐結構進行8度、8.5度和