VD減震偏心框剪結(jié)構(gòu)場(chǎng)響應(yīng)及性能設(shè)計(jì)與評(píng)估研究.pdf

1、近年來，近場(chǎng)地震發(fā)生頻繁且均造成較為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響，如北嶺地震、阪神地震、集集地震、汶川地震、宮城地震，其震中都位于斷層附近且均造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，特別是汶川地震造成的直接經(jīng)濟(jì)損失創(chuàng)新中國(guó)成立以來之最。因此，如何減小近場(chǎng)地震作用下由于結(jié)構(gòu)的損壞所造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響，是我們最為關(guān)心的問題。消能減震結(jié)構(gòu)以其特有的安全性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性在土木工程領(lǐng)域受到廣泛的應(yīng)用與研究，將其與基于性能的抗震設(shè)計(jì)理念相結(jié)合，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行基于性能的

2、減震設(shè)計(jì)近年來成為研究者關(guān)注的熱點(diǎn)，但目前針對(duì)近場(chǎng)地震作用下偏心結(jié)構(gòu)基于性能的減震設(shè)計(jì)還比較少，需要我們做進(jìn)一步研究。對(duì)于偏心結(jié)構(gòu)，扭轉(zhuǎn)響應(yīng)可能成為結(jié)構(gòu)遭受破壞的主要因素，因此，我們可能更為關(guān)注偏心結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)變形性能，但現(xiàn)有基于性能的抗震評(píng)估大多都以層間位移角為指標(biāo)，并不能反映結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)性能，以扭轉(zhuǎn)角為指標(biāo)的基于性能的抗震評(píng)估理論研究還比較少。針對(duì)上述問題，本文圍繞偏心框剪結(jié)構(gòu)近場(chǎng)地震響應(yīng)、基于性能的減震設(shè)計(jì)、原結(jié)構(gòu)與附加阻尼器結(jié)構(gòu)的扭

3、轉(zhuǎn)性能評(píng)估，開展以下研究工作:
　　 (1)為了研究偏心框剪結(jié)構(gòu)在近場(chǎng)地震作用下的抗震性能，利用符合要求的10條遠(yuǎn)場(chǎng)、10條近場(chǎng)地震波對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行時(shí)程分析。對(duì)近場(chǎng)與遠(yuǎn)場(chǎng)地震作用下偏心框剪結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)位移、樓層位移、層間位移、層間位移角、扭轉(zhuǎn)位移角進(jìn)行對(duì)比分析，得到這兩種地震動(dòng)作用下結(jié)構(gòu)各種響應(yīng)的大小及特點(diǎn)。研究表明，無論是小震、中震還是大震，結(jié)構(gòu)在近場(chǎng)地震作用下產(chǎn)生的響應(yīng)均大于遠(yuǎn)場(chǎng)地震作用，且隨著地震強(qiáng)度的增大，響應(yīng)的差值也增大。<

4、br>　　 (2)將能力譜法的基本原理與基于多模態(tài)的耗能減震設(shè)計(jì)方法相結(jié)合，對(duì)近場(chǎng)地震作用下偏心框剪結(jié)構(gòu)進(jìn)行性能設(shè)計(jì)。首先，提出附加阻尼器后結(jié)構(gòu)的性能目標(biāo)，對(duì)原結(jié)構(gòu)各階模態(tài)進(jìn)行pushover分析，得到各階模態(tài)等效單自由度體系的最大位移比值，利用SRSS法將目標(biāo)位移用1階模態(tài)等效單自由度體系的最大允許位移表示;然后，依據(jù)能力譜法的基本原理計(jì)算結(jié)構(gòu)所需附加阻尼比并根據(jù)阻尼系數(shù)與層間位移成正比的分配模式計(jì)算阻尼系數(shù);最后，對(duì)所選粘滯阻尼器

5、進(jìn)行合理的布置。時(shí)程分析結(jié)果表明:附加阻尼器后結(jié)構(gòu)的位移響應(yīng)減小較多，層間位移角趨于均勻，其抗震性能可達(dá)到預(yù)先提出的性能目標(biāo)。
　　 (3)利用扭轉(zhuǎn)角能力譜法對(duì)原結(jié)構(gòu)及附加阻尼器后結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行評(píng)估。將彈性時(shí)程計(jì)算法與扭轉(zhuǎn)角能力譜法相結(jié)合，建立偏心框剪結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)角需求曲線和能力曲線并將其繪制于同一圖中。對(duì)比分析需求曲線與能力曲線，得出原結(jié)構(gòu)與附加阻尼器結(jié)構(gòu)的抗震性能，并對(duì)大震下的評(píng)估結(jié)果進(jìn)行修正。計(jì)算結(jié)果表明:與非線性時(shí)程計(jì)