山地消能減震掉層框架結構的易損性分析.pdf

1、山地建筑結構在山地城市中的應用日益增多，其中掉層結構作為最具代表性的結構形式而得到廣泛應用。掉層結構與平地結構最大區(qū)別在于掉層結構有上、下兩個接地面，存在嚴重的側向剛度不規(guī)則和樓層承載力突變，這也使得其受力性能與普通平地結構有顯著差別，在設計過程中會帶來諸多困難。而目前對于掉層結構研究得還不夠深入，工程實踐過程中缺乏相關的規(guī)范指導，因此，有必要對掉層結構進行相關的抗震性能分析。
　　本文利用PERFORM3D建立了8度(0.2g)

2、地區(qū)的一空間掉層框架結構的數值分析模型，研究了阻尼器在掉層結構平面和豎向不同布置位置時結構相應的響應，明確了阻尼器的優(yōu)化布置位置；并采用增量動力分析方法(IDA)研究了無控結構、優(yōu)化結構和滿布結構的層間位移角、頂點位移和基底剪力隨地震動強度增大的變化規(guī)律；之后通過易損性分析對結構抗震性能做出了相應的評價，并引入抗倒塌儲備系數（CMR）評價了結構的抗倒塌能力。
　　通過本文的研究，得到的主要結論如下：
　?、俅_定阻尼器在結構豎

3、向的優(yōu)化布置位置，采用順序搜索法(SSA)布置時，宜選用多控制指標的加權組合作為目標函數，這樣可以減小掉層結構高階振型和接地形式的影響，避免出現局部最優(yōu)的現象。
　?、诖_定阻尼器在結構平面的優(yōu)化布置位置時，沿結構縱坡向，阻尼器應對稱布置，該布置方式可以在有效減小結構整體響應的同時不增大結構的扭轉效應。沿結構橫坡向，阻尼器布置時，宜選擇阻尼偏心率偏向于結構柔性端，且應保證阻尼偏心率不應過大。
　?、蹖τ谧枘崞鞯倪x擇，存在最優(yōu)的

4、阻尼指數和阻尼系數，該阻尼指數和阻尼系數下雖然不能使得結構所有響應均達到最小，但是其減震效率是最高的。
　?、芟嗤卣饎訌姸认?，有控結構的響應小于無控結構，有控結構彈性階段比無控結構明顯延長。沿結構縱坡向，有控結構可以推遲上接地柱的破壞，增大結構的變形能力；沿結構橫坡向，優(yōu)化結構可以減小結構的扭轉效應，滿布結構雖對減小結構扭轉效應的作用有限，但其由于布置了較多阻尼器，耗散了大量地震能量，也減小了結構的地震響應。對比三種結構IDA曲

5、線的離散性，可知不同DM參數下，以PGA作為IM參數時比以Sa作為IM參數時離散性更小。
　?、菀?0％分位曲線為基礎，確定了結構OP、IO、LS和CP四個性能點，有控結構兩個方向各性能點取值均比無控結構大；由于扭轉效應的影響，無控結構和滿布結構均會從OP階段迅速進入IO階段。
　　⑥對比三種結構易損性曲線表明，有控結構兩個水平方向各性能水準下的超越概率均明顯低于無控結構；沿結構縱坡向，無控結構基本滿足“小震不壞”，有控結構

6、能滿足“中震彈性”；沿結構橫坡向，無控結構滿足“小震彈性”，優(yōu)化結構滿足“中震彈性”，滿布結構滿足“大震彈性”。
　　⑦三種結構兩個方向均滿足“大震不倒”的要求；通過引入抗倒塌儲備系數（CMR），驗證了有控結構抗倒塌能力優(yōu)于無控結構，優(yōu)化結構效果比滿布結構稍差，但是經濟性明顯好于滿布結構。
　　隨著近年來對山地建筑結構的逐漸重視，越來越多的研究也隨之開展，但是有關增設阻尼器的掉層框架結構的研究卻很少，本文旨在通過對消能減震掉