基于OpenSees的搖擺單跨RC框架結(jié)構(gòu)抗震性能分析.pdf

1、常規(guī)基于延性抗震設(shè)計理念的抗震設(shè)計方法是以結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞為代價的，致使震后修復(fù)困難且昂貴，或殘余變形過大被迫拆除，造成巨額經(jīng)濟(jì)損失，僅保證“大震不倒”的設(shè)防目標(biāo)已不能滿足現(xiàn)代社會的需要。單跨RC框架結(jié)構(gòu)（Single-span RC Frame Structure，簡寫為SS-RCFS）在歷次地震中均遭到嚴(yán)重破壞或倒塌。本項(xiàng)目利用單跨RC框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，基于結(jié)構(gòu)搖擺減震機(jī)制，提出一種新型的抗震設(shè)計方法，即將單跨RC框架結(jié)構(gòu)柱腳擱置在杯形基

2、礎(chǔ)中，框架柱四周和底部通過橡膠塊與基礎(chǔ)相連，并在基礎(chǔ)頂面設(shè)置軟鋼翼板，允許其有限抬升（蹺動），構(gòu)成搖擺單跨RC框架結(jié)構(gòu)（Rocking Single-span RC Frame Structure，簡寫為RSS-RCFS）。為了深入了解該體系的抗震性能，本文利用有限元軟件OpenSees建立搖擺單跨RC框架結(jié)構(gòu)模型，通過數(shù)值模擬分析得到結(jié)構(gòu)柱底提離曲線、水平位移曲線、層間位移角、層最大加速度、層間剪力和搖擺單跨RC框架結(jié)構(gòu)基底剪力與單跨

3、RC框架結(jié)構(gòu)基底剪力的比值，分析了地震動強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)高寬比和金屬阻尼器屈服強(qiáng)度對搖擺單跨RC框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響。本文研究內(nèi)容和主要結(jié)論如下：
　　1.確定了地震波的選波原則，并根據(jù)該原則分別選取了2條長周期地震波和3條短周期地震波；介紹了搖擺單跨RC框架結(jié)構(gòu)的提出、模型的建立和相關(guān)單元設(shè)計參數(shù)的確定方法。
　　2.通過數(shù)值計算分析了地震動強(qiáng)度對搖擺單跨RC框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響，結(jié)果表明：隨著地震動作用強(qiáng)度的增大，搖擺單跨

4、RC框架結(jié)構(gòu)柱底豎向位移和水平位移反應(yīng)明顯增強(qiáng)；在長周期地震動作用下的豎向位移反應(yīng)和水平位移反應(yīng)明顯比短周期作用下的大，且在不同地震動作用下水平位移和豎向位移都沒有明顯變化規(guī)律；相對于單跨RC框架結(jié)構(gòu)，搖擺單跨RC框架結(jié)構(gòu)的層間位移角和層最大加速度明顯降低，兩者的基底剪力比值也呈下降趨勢，且最大層間剪力的差值隨著層數(shù)的增加而減小。說明地震動強(qiáng)度增大，搖擺單跨RC框架結(jié)構(gòu)的抗震性能增強(qiáng)，但對不同地震動其減震效率不同。
　　3.分析了

5、高寬比為2.29、2.86和3.45的搖擺單跨RC框架結(jié)構(gòu)在地震作用下的柱底提離反應(yīng)、層間位移角和層間剪力，結(jié)果表明：隨著結(jié)構(gòu)高寬比的增大，搖擺單跨RC框架結(jié)構(gòu)的柱底提離反應(yīng)增大，層間位移角相對于單跨RC框架結(jié)構(gòu)層間位移角明顯降低，基底剪力與單跨RC框架結(jié)構(gòu)基底剪力的比值呈現(xiàn)下降趨勢，且兩者層間剪力的差值隨著層數(shù)的增加而減小。說明搖擺單跨RC框架結(jié)構(gòu)隨高寬比增大，抗震性能增強(qiáng)。
　　4.分析了當(dāng)金屬阻尼器的屈服強(qiáng)度為100Mpa和