長周期地震動作用下高層鋼框架結(jié)構(gòu)倒塌模式研究.pdf

1、近年來，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，世界各地的超高層結(jié)構(gòu)、高聳建筑、大型儲液罐、大跨度橋梁等長周期建筑開始大量建造，這些長周期建筑容易與長周期地震動的低頻部分產(chǎn)生類共振效應(yīng)，造成劇烈振動或嚴(yán)重破壞。尤其對于高層鋼框架結(jié)構(gòu)，由于其抗側(cè)剛度低、阻尼比小，共振效應(yīng)會使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大側(cè)移，這一方面加劇了P-Δ效應(yīng)，另一方面，長時間的持續(xù)振動會導(dǎo)致鋼材強度和剛度退化，幾何非線性和材料非線性的雙重影響將會使結(jié)構(gòu)處于極為不利的受力狀態(tài)，很容易發(fā)生破壞甚至倒塌。

2、而結(jié)構(gòu)的倒塌失效模式可以反映出結(jié)構(gòu)的倒塌過程，并可以為改善結(jié)構(gòu)的抗震性能提供針對性方法，使結(jié)構(gòu)滿足不同地震動強度下相應(yīng)的目標(biāo)性能，盡最大可能減少人們的生命和財產(chǎn)損失，因而研究高層鋼框架結(jié)構(gòu)的倒塌模式具有重要的現(xiàn)實意義。本文以高層鋼結(jié)構(gòu)為研究對象，利用 SAP2000對結(jié)構(gòu)進行非線性時程分析，識別結(jié)構(gòu)的倒塌模式，并比較長周期地震作用下和普通地震作用下結(jié)構(gòu)倒塌模式之間的差異。本文主要工作和結(jié)論如下：
　　1.確定了長周期地震波的選波原

3、則，依此原則選取了15條長周期地震波，另外選擇了3條普通地震波，并對選取的地震波進行了處理。
　　2.分別建立了15層和25層鋼框架結(jié)構(gòu)、15層和25層鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)4個模型算例，并對各算例分別進行了模態(tài)分析。
　　3.以選取的18條地震動作為荷載對4個模型算例進行非線性時程分析，選用增量動力失效準(zhǔn)則和整體變形限值準(zhǔn)則兩個倒塌判據(jù)，判定倒塌判據(jù)的有效性及各模型的倒塌模式。結(jié)果表明：就安全度而言，整體變形限值準(zhǔn)則要優(yōu)于增量動

4、力失效準(zhǔn)則；當(dāng)結(jié)構(gòu)的自振周期較小時（T<1s），輸入普通地震動和長周期地震動時，結(jié)構(gòu)在倒塌點的地震強度和最大側(cè)移并沒有太大的差別；當(dāng)結(jié)構(gòu)的自振周期較大時（1s2s），普通地震動輸入下結(jié)構(gòu)在倒塌點的地震強度