框架—核心筒混合结构在主余震序列作用下的易损性分析

发布时间：2020-06-07 10:28

【摘要】：历次地震事件中,强主震发生后通常伴随着一系列强余震的发生,而强余震作用会进一步加重结构的累积损伤,甚至成为结构倒塌破坏的决定性影响因素。高层和超高层建筑的地震破坏往往会造成更为严重的人员伤亡和经济损失,严重影响灾后救援和重建工作的开展。我国现行抗震设计规范和超限高层建筑专项审查文件中都仅考虑单次主震作用的影响,而忽略了余震作用对这类结构带来的危险性。因此本文以一超高层框架-核心筒混合结构为例,研究了主余震序列型地震动对这类结构抗震性能的影响。本文主要研究内容如下:(1)对一实际框架-核心筒混合结构建立了基于材料的精细化有限元模型,并对比验证了所建模型的准确性和可靠性。介绍了基于材料损伤评价构件性能水平的方法,在此基础上提出一种适用于框架-核心筒混合结构的地震整体损伤量化方法。结果表明由该方法计算得到的结构整体损伤指数能够有效量化反映出结构的损伤情况。(2)采用基于目标反应谱的选波方法,仅考虑主震反应谱与目标反应谱拟合,挑选出18组真实的主余震序列,其中包含了5组余震脉冲型主余震序列,以考虑脉冲型地震动对结构的可能不利影响。以结构第一周期对应的谱加速度值Sa(T_1)作为地震动强度指标进行调幅,且双向输入。结果表明调幅后主震强度分布范围较广且总体偏大,可以检验框架-核心筒混合结构在罕遇地震等高危险性水平地震作用下的抗震性能。(3)基于增量动力分析的结果,通过分析结构的时程响应和构件性能水平发展情况,研究了框架-核心筒混合结构的损伤分布与损伤发展规律,对比了余震作用对不同损伤指标的影响,最后绘制了结构的地震易损性曲线,从概率角度评价余震作用对该类结构抗震性能的影响。结果表明,框架-核心筒混合结构在主震中受损后,余震作用下各类构件的损伤出现不同程度加重,且沿结构高度分布不均;不同损伤指标反映余震附加损伤的能力不同,且受余震相对强度影响较大;考虑余震影响后,结构对应不同极限状态的易损性均增加,结构的预期性能目标得不到保证。
【图文】：

a) 深圳地王大厦 b) 上海希尔顿酒店图 1-1 框架-核心筒混合结构在超高层建筑中的应用地震历来是人类面临的最严重的自然灾害之一，而抗震性能是结构安全性能。震害资料表明，强主震往往会诱发一系列强余震的发生。 年 9 月 4 日发生在新西兰克赖斯特彻奇（Christchurch）的 7.1 级强人员死亡，且建筑物也未大量倒塌。而随后在 2011 年 2 月 22 日、6及 12 月 23 日又发生三次强度较大的余震，其中 2 月 22 日发生的 6- 1 -

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文成，竖向体型较为规则均匀。结构竖向构件截面及材料信息如表 2-1 所示，，其中外框架钢管混凝土柱均采用 Q345 等级钢材。结构在第 23 层和第 32 层设加强层，沿结构弱轴方向（X 向）布置方钢管斜撑，以提高结构的抗侧刚度。结构标准层楼板厚度为 110mm，混凝土强度等级为 C30，因建筑功能需要，第 1 层和第 4 层楼板局部大开洞形成跃层。外框架钢梁以工字型钢梁为主，工字型钢梁高度为 200~1200mm 不等；除第 23 层钢梁采用 Q390 等级外，其他楼层钢梁均采用 Q345 等级。全楼各类构件的钢筋等级为 HRB400。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU973.1

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本文编号：2701279