近場(chǎng)強(qiáng)震作用下防屈曲支撐鋼框架結(jié)構(gòu)的耗能減振與損傷分析.pdf

1、歷次強(qiáng)震經(jīng)驗(yàn)證明，具有明顯長周期速度脈沖特征的近斷層地震動(dòng)會(huì)對(duì)人口高度密集、財(cái)富高度集中的現(xiàn)代化城市造成嚴(yán)重破壞，引發(fā)的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡令世人震驚，因此近斷層地震動(dòng)作用下工程結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的研究受到地震工程學(xué)領(lǐng)域的熱切關(guān)注。為防止致命性倒塌，采取性能優(yōu)良的防屈曲支撐作為結(jié)構(gòu)的第一道抗震防線，可避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。在做好防震抗震工作并了解結(jié)構(gòu)抗震性能的基礎(chǔ)上，如何定量描述地震作用下結(jié)構(gòu)的損傷破壞程度一直受到地震工程界的高度重視

2、。因此本文結(jié)合上述問題，進(jìn)行了如下主要研究工作：
　　首先，以1999年臺(tái)灣集集地震的典型近震、遠(yuǎn)震和常用近震各三條記錄作為地震動(dòng)輸入，分別對(duì)12和20層加設(shè)防屈曲支撐的鋼框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行耗能減振分析，從變形和能量的角度探討近斷層地震動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能的影響；并結(jié)合一棟10層防屈曲支撐鋼框架結(jié)構(gòu)，采用能較好地反映地震動(dòng)幅值、頻率特性，特別是強(qiáng)震持時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)累積損傷破壞綜合影響的能量分析方法，探討結(jié)構(gòu)的變形和能量反應(yīng)與其抗震性能和破損之間的

3、內(nèi)在聯(lián)系。
　　其次，采用 Pushover方法對(duì)防屈曲支撐鋼框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行性能分析，與非線性時(shí)程分析結(jié)果比較，探討 Pushover方法評(píng)估結(jié)構(gòu)在典型近震和常用近震作用下的非線性性能的可行性。同時(shí)，探討側(cè)向加載模式對(duì)結(jié)構(gòu)性能分析的影響，以及防屈曲支撐對(duì)結(jié)構(gòu)能力譜、需求譜和破壞機(jī)制等的影響。
　　最后，計(jì)算結(jié)構(gòu)整體和各層損傷指數(shù)，引入能衡量結(jié)構(gòu)累積能量損耗的滯回耗能循環(huán)次數(shù)指標(biāo)。考慮到地震動(dòng)與結(jié)構(gòu)都包含大量不確定因素和不可控條

4、件，以及結(jié)構(gòu)損傷本身的模糊性，引入模糊子集和模糊隸屬度的概念，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)中的模糊綜合評(píng)判方法，綜合整體損傷指數(shù)、層損傷指數(shù)、層間位移角和滯回耗能循環(huán)次數(shù)四者，進(jìn)行結(jié)構(gòu)多元模糊地震損傷評(píng)估。
　　結(jié)果表明，具有明顯長周期速度脈沖特征的近震，對(duì)結(jié)構(gòu)變形影響和能量輸入是遠(yuǎn)震和常用近震下的幾倍；防屈曲支撐既能大幅度控制結(jié)構(gòu)變形、耗散50％左右地震輸入能量，又能減小結(jié)構(gòu)自振周期使其避開近震的長周期速度脈沖效應(yīng)，發(fā)揮第一道防線作用；綜合采用