超限高层建筑结构抗震设计失效的研究

发布时间：2020-07-26 17:55

【摘要】：目前,我国拥有的超限高层建筑数量居世界第一,而且,近80%的超限高层建筑都分布在7度和8度的中、高烈度区,同时,我国又是地震多发的国家之一。由于超高层建筑的高度、造型或者结构的复杂程度超出了国家现行的规范、规程的相关规定,因此,研究超限高层建筑结构抗震设计失效,对完善和提高它的抗震能力具有重要意义。本文以超限高层建筑为研究对象,在分析国内外已有研究成果的基础上,定义了超限高层建筑结构抗震设计失效的基本要素,分析了各项要素之间的逻辑关系,构建了超限高层建筑结构抗震设计失效的概率功能函数,采用多种方法识别并确定结构抗震设计缺陷,根据结构抗震设计的极限状态要求,推导出各项设计缺陷对应的结构承受地震作用能量的功能函数,从而得出结构抗震设计失效概率的计算结果,为有效评价结构抗震设计失效提供量化依据,在此基础上,有针对性地提出失效控制措施。主要内容如下:(1)定义超限高层建筑结构抗震设计失效的基本要素。针对抗震设防的三个水准目标,分别解释三种结构抗震设计失效的具体含义。将超限高层建筑的主要结构抗震设计指标确定为设计缺陷的识别对象,并确定相应的设计缺陷识别方法。以地震震级为自变量,建立地震事件的概率分布函数,确定地震事件的发生概率与地震震级之间的关系式。采用失效树法分析超限高层建筑结构抗震失效机理,根据结构抗震的极限状态设计目标要求,建立了各项设计缺陷独立导致超限高层建筑结构抗震设计失效的概率功能函数。(2)识别超限高层建筑结构抗震设计缺陷。明确所选定的各项设计指标的极限状态规定要求及具体含义,分别采用结构弹性分析、弹性时程分析、构件验算、动力弹塑性分析四种方法,对相应的设计指标进行识别。根据识别分析结果,判定设计指标是否构成结构抗震设计缺陷。(3)计算超限高层建筑结构抗震设计的失效概率。根据结构抗震设计的极限状态要求,具体给出与设计缺陷对应的超限高层建筑承受地震作用能量的功能函数,以计算出各项设计缺陷导致超限高层建筑结构抗震设计独立失效的概率,最后,根据失效树分析图计算出对应于抗震设防各水准目标的超限高层建筑结构抗震设计失效的概率。(4)结构抗震设计失效的评价及控制。根据超限高层建筑结构抗震设计独立失效概率的计算结果,以量化的形式评价结构抗震设计的失效程度,从而得出超限高层建筑结构抗震设计失效的评价结论。针对结构抗震设计存在的缺陷,制定结构抗震设计的调整措施,以有针对性地控制结构抗震设计失效,并对结构抗震设计失效控制效果进行检查。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU973.31
【图文】：

超高层建筑,情况

图１．１各国３００ｍ以上超高层建筑分布逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｓｕｐｅｒ邋ｈｉｇｈ邋ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ邋ｈｉｇｈｅｒ邋ｔｈａｎ邋３００ｍ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｗｏｒｌｄ逡逑

计算简图,侧向刚度,楼层,总质量

表３．１２侧向刚度比逡逑Ｔａｂ．３．１２邋Ｌａｔｅｒａｌ邋ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ邋ｒａｔｉｏ逡逑侧向刚度／（ＫＮ／ｍ）逦侧向刚度比逡逑ｖｉ．邋ｍ逦逦逡逑逦Ｘ］＾逦Ｙ向逦Ｘ向逦Ｙ向逡逑地下一■层逦２．４１４６ｘｌ０８逦２．６０４０ｘ１０８逡逑首层逦０．９４８９ｘ１０８逦１邋＿２５５４ｘｌ邋０８逡逑地下一层／首层逦２．５４逦２．０７逡逑（３）结构质量分布逡逑该工程恒载总质量６．９６万吨，活载总质量０．９３万吨，公寓部分单位面积恒载．７６ＫＮ／ｍ２，单位面积活载质量１．９９ＫＮ／ｍ２。楼层质量分布及楼层单位面积质量分３．４，两种计算软件对应的地上部分结构荷载及对比见表３．１３。结构楼层质量分－－逡逑

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【参考文献】