巨型框架結構的功能可恢復研究.pdf

1、在社會不斷發(fā)展、城市人口及經(jīng)濟密度不斷增加的現(xiàn)代，我們不僅要求建筑在地震發(fā)生時能保障生命安全，還要考慮經(jīng)濟損失，保證結構在震后的功能可恢復等問題。巨型框架作為一種新型的結構體系，在高層建筑的發(fā)展中具有良好的發(fā)展前景，國內(nèi)外的相關研究也越來越廣泛和深入，亦可見其重要性。
　　本文依托國家自然科學基金項目“超高層巨型框架減震結構體系地震能量分析和抗倒塌能力研究”，“含減振子結構的巨型框架結構抗震性能及功能可恢復研究”，以及亞熱帶建筑科

2、學國家重點實驗室開放課題“含減振子結構的新型巨型框架結構性能化抗震設計研究”為依托，以巨型框架及其減震結構—含減振子結構的巨型框架為研究對象，以提高巨型框架的功能可恢復能力為指導思想，利用ABAQUS建立精細化有限元模型分析含減振子結構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構的巨型框架對結構功能可恢復能力的貢獻作用。主要研究成果如下:
　　(1)部分犧牲質(zhì)量比后，模型可實現(xiàn)更大的頻率比可調(diào)節(jié)范圍?？紤]到合

3、理設計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構構件的損傷對功能可恢復的重要指標，即經(jīng)濟損失貢獻巨大。因此選擇樓層絕對加速度作為評價指標。使用11條地震動記錄并將其加速度峰值調(diào)整至在七度中震水平，對不同頻率比下的單減振子結構巨型框架進行時程分析。結果表明:總體上看，不同頻率比下的減震結構均對于樓層絕對加速度具有一定的控制效果;當頻率比為5時，其效果總體最優(yōu)，此時針對結構中部的樓層絕對加速度控制效果可超過10％。
　　

4、(2)建筑物的倒塌是造成人員傷亡的最主要原因。結構如發(fā)生倒塌，則其功能可恢復能力就無從談起。基于增量動力時程方法，以地面峰值加速度為地震動強度指標、以最大層間位移角為結構性能評價指標，對兩類結構的倒塌易損性進行分析。結果表明:兩類結構均具有較高的抗倒塌能力，即使在罕遇地震動作用下，兩類巨型框架發(fā)生倒塌的概率也極低，也進一步說明對減震效果優(yōu)化時選用樓層絕對加速度的合理性;減震結構具有更高的抗倒塌性能，且在地震動強度增強時更為明顯。

5、　　(3)相對于層間位移角、樓層最大加速度等指標，利用震后的經(jīng)濟損失和人員傷亡情況，可以更為直接的反應結構的功能可恢復能力，且更易于理解。本文建立的巨型框架及其減震結構的性能模型，并結合前文獲取的結構響應數(shù)據(jù)，利用基于FEMA P-58的性能評估軟件PACT，考察功能可恢復能力的重要指標—經(jīng)濟損失和人員傷亡情況，并進行對比分析。結果表明:在設防地震作用下，巨型框架及其減震結構均會產(chǎn)生一定程度的損傷，均需進行一定的修復。且從修復中值來看，