巨型框架結(jié)構(gòu)的功能可恢復(fù)研究.pdf

1、在社會(huì)不斷發(fā)展、城市人口及經(jīng)濟(jì)密度不斷增加的現(xiàn)代，我們不僅要求建筑在地震發(fā)生時(shí)能保障生命安全，還要考慮經(jīng)濟(jì)損失，保證結(jié)構(gòu)在震后的功能可恢復(fù)等問(wèn)題。巨型框架作為一種新型的結(jié)構(gòu)體系，在高層建筑的發(fā)展中具有良好的發(fā)展前景，國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究也越來(lái)越廣泛和深入，亦可見(jiàn)其重要性。
　　本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“超高層巨型框架減震結(jié)構(gòu)體系地震能量分析和抗倒塌能力研究”，“含減振子結(jié)構(gòu)的巨型框架結(jié)構(gòu)抗震性能及功能可恢復(fù)研究”，以及亞熱帶建筑科

2、學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題“含減振子結(jié)構(gòu)的新型巨型框架結(jié)構(gòu)性能化抗震設(shè)計(jì)研究”為依托，以巨型框架及其減震結(jié)構(gòu)—含減振子結(jié)構(gòu)的巨型框架為研究對(duì)象，以提高巨型框架的功能可恢復(fù)能力為指導(dǎo)思想，利用ABAQUS建立精細(xì)化有限元模型分析含減振子結(jié)構(gòu)的巨型框架的減震效果，并利用PACT建立性能模型并得出含減振子結(jié)構(gòu)的巨型框架對(duì)結(jié)構(gòu)功能可恢復(fù)能力的貢獻(xiàn)作用。主要研究成果如下:
　　(1)部分犧牲質(zhì)量比后，模型可實(shí)現(xiàn)更大的頻率比可調(diào)節(jié)范圍?？紤]到合

3、理設(shè)計(jì)的超高層一般均具有較好的抗倒塌性能，且加速度敏感型非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損傷對(duì)功能可恢復(fù)的重要指標(biāo)，即經(jīng)濟(jì)損失貢獻(xiàn)巨大。因此選擇樓層絕對(duì)加速度作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。使用11條地震動(dòng)記錄并將其加速度峰值調(diào)整至在七度中震水平，對(duì)不同頻率比下的單減振子結(jié)構(gòu)巨型框架進(jìn)行時(shí)程分析。結(jié)果表明:總體上看，不同頻率比下的減震結(jié)構(gòu)均對(duì)于樓層絕對(duì)加速度具有一定的控制效果;當(dāng)頻率比為5時(shí)，其效果總體最優(yōu)，此時(shí)針對(duì)結(jié)構(gòu)中部的樓層絕對(duì)加速度控制效果可超過(guò)10％。
　　

4、(2)建筑物的倒塌是造成人員傷亡的最主要原因。結(jié)構(gòu)如發(fā)生倒塌，則其功能可恢復(fù)能力就無(wú)從談起。基于增量動(dòng)力時(shí)程方法，以地面峰值加速度為地震動(dòng)強(qiáng)度指標(biāo)、以最大層間位移角為結(jié)構(gòu)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)兩類(lèi)結(jié)構(gòu)的倒塌易損性進(jìn)行分析。結(jié)果表明:兩類(lèi)結(jié)構(gòu)均具有較高的抗倒塌能力，即使在罕遇地震動(dòng)作用下，兩類(lèi)巨型框架發(fā)生倒塌的概率也極低，也進(jìn)一步說(shuō)明對(duì)減震效果優(yōu)化時(shí)選用樓層絕對(duì)加速度的合理性;減震結(jié)構(gòu)具有更高的抗倒塌性能，且在地震動(dòng)強(qiáng)度增強(qiáng)時(shí)更為明顯。

5、　　(3)相對(duì)于層間位移角、樓層最大加速度等指標(biāo)，利用震后的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡情況，可以更為直接的反應(yīng)結(jié)構(gòu)的功能可恢復(fù)能力，且更易于理解。本文建立的巨型框架及其減震結(jié)構(gòu)的性能模型，并結(jié)合前文獲取的結(jié)構(gòu)響應(yīng)數(shù)據(jù)，利用基于FEMA P-58的性能評(píng)估軟件PACT，考察功能可恢復(fù)能力的重要指標(biāo)—經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡情況，并進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明:在設(shè)防地震作用下，巨型框架及其減震結(jié)構(gòu)均會(huì)產(chǎn)生一定程度的損傷，均需進(jìn)行一定的修復(fù)。且從修復(fù)中值來(lái)看，