基于性能目標(biāo)和能量分析的超限高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計及分析.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,我國高層建筑發(fā)展十分迅速,且其規(guī)模、高度、復(fù)雜性及建設(shè)速度也將呈上升趨勢,使得抗震設(shè)計的難度不斷加大。尤其是我國的超限高層建筑的建造速度和高度都受到了世界矚目,建造高度被突破的時間間隔越來越短。全國各地相繼出現(xiàn)了各種形式的高層、超高層、及結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜的超限高層建筑,如何評估和保證超限高層建筑在地震作用下的安全性和可靠性變得尤為重要。2010新頒布的《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項審查技術(shù)要點》,重新劃定了超限高

2、層建筑的范圍;提出了應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)超限情況、震后損失、修復(fù)難易程度和大震不倒等原則,確定抗震性能目標(biāo);技術(shù)要點還針對抗震設(shè)計做了具體的規(guī)定,明確了抗震專項審查內(nèi)容。在以往研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項審查,本文提出基于性能目標(biāo)和能量分析的方法,對超限高層結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計及分析進(jìn)行了研究,主要完成的工作如下;
　　 (1)本文詳細(xì)劃分了超限高層的各種超限形式,包括高度及高寬比超限、平面規(guī)則性超限、立面規(guī)則性超限、多重不規(guī)

3、則超限等。結(jié)合國內(nèi)外規(guī)范進(jìn)行對比,分析結(jié)構(gòu)的超限類型,對于國內(nèi)規(guī)范未提及的超限形式,可參考國外規(guī)范進(jìn)行綜合判別。
　　 (2)根據(jù)復(fù)雜和超限高層建筑的設(shè)防烈度、場地條件、房屋高度、不規(guī)則的部位和程度,以及業(yè)主的經(jīng)濟(jì)實力選擇結(jié)構(gòu)在三個水準(zhǔn)地震下的性能水準(zhǔn),從而實現(xiàn)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。選擇復(fù)雜和超限高層建筑的結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)時,應(yīng)綜合考慮多個因素,詳盡分析超限高層建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件承載力、變形計算、屈服后的抗震性能,反映結(jié)構(gòu)實際受力狀態(tài)。

4、>　　 (3)通過對某超限高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行多遇地震下振型分解法應(yīng)譜法分析、彈性時程分析、中震不屈服和中震彈性分析、靜力彈塑性分析以及彈塑性時程分析,進(jìn)一步明確結(jié)構(gòu)的抗震性能,反映結(jié)構(gòu)在小震、中震、大震地震下的受力狀態(tài),對超限高層建筑結(jié)構(gòu)提出不同設(shè)防目標(biāo)下的具體要求,更有助于設(shè)計人員分析結(jié)構(gòu),合理地進(jìn)行性能化設(shè)計。
　　 (4)針對超限高層結(jié)構(gòu)主要的超限類型,高度及高寬比超限、平面規(guī)則性超限、立面規(guī)則性超限及多重不規(guī)則超限進(jìn)一步

5、提出設(shè)計要點和加強措施,對存在上述超限的結(jié)構(gòu)深入分析,結(jié)合項目具體情況對其進(jìn)行超限技術(shù)審查及評價。此外,還對新型抗震結(jié)構(gòu)做一個初步的探討。
　　 (5)通過算例分析提出將結(jié)構(gòu)的能量分析作為超限高層結(jié)構(gòu)抗震性能評估指標(biāo)之一,以結(jié)構(gòu)的能量時程反應(yīng)來描述結(jié)構(gòu)在地震作用下的抗震性能。在結(jié)構(gòu)滿足強度和位移指標(biāo)的情況下,兩種方法相互結(jié)合,進(jìn)一步把結(jié)構(gòu)的能量分析作為補充分析,提出以強度、位移、能量分析等綜合指標(biāo)才能全面綜合評估結(jié)構(gòu)的抗震性能,