新型带耗能支撑-分散核心筒结构的抗震性能研究
发布时间：2021-11-13 15:01
为了解决强震作用下核心筒底部损伤严重问题,提出把刚度高度集中的核心筒离散成多个分散筒体,分散筒之间采用框架梁和耗能斜撑联系,建立多道设防的新型带耗能支撑-分散核心筒结构。本文从结构整体响应、构件材料损伤、结构耗能等方面对比普通和新型耗能框架-核心筒结构抗震性能差异,并研究结构的地震损伤模式。研究结果表明:两种结构侧移和侧向刚度等整体响应相差不大。强震作用下,相比传统核心筒结构,新型核心筒结构混凝土受压应变最大减少65%,钢筋受拉应变最大降低55%;滞回耗能主要分布在防屈曲支撑、连梁,少部分分布在剪力墙、框架和钢管混凝土暗柱上。新型核心筒结构中剪力墙总滞回耗能以及底部剪力墙滞回耗能均最少降低50%。防屈曲耗能支撑耗散了超过50%结构总塑性耗能,在结构高度的1/10至4/5范围内充分起到了耗能作用,大大减少了墙肢的损伤程度,地震损伤模式更为合理。
【文章来源】：工程抗震与加固改造. 2020,42(05)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
新型带耗能支撑-分散核心筒结构图例
本文按照双频段控制原则[10-11]从太平洋地震研究中心相关数据库中选取3条天然波作为结构弹塑性时程分析的输入样本。为了弥补规范反应谱长周期段的局限性[12]，再选取4条长周期地震波作为输入样本，地震动记录参数见表3所示。图2给出工况3、工况4的傅立叶谱，由频谱分析可知，4条长周期地震波频率分布在0.1～2Hz，接近结构第一阶自振周期。所选地震波峰值加速度调整到7度大震220gal的水准。地震波输入样本采用重要持时方法[13]，截取时间段包含对应地震波Arias强度点5%和95%的时刻，地震动输入方式采用双向输入，沿结构弱轴(X向)按1∶0.85的比例输入。3 带耗能支撑-分散筒结构抗震性能
表5、表6分别给出了7条地震波作用下两模型结构顶点位移峰值Δmax、最大层间位移角θmax对比和最大基底剪力对比，图3给出7条地震波作用下两模型结构层间位移角曲线。从上述图表中可以看出，模型2顶点峰值位移与最大层间位移角均略大于模型1。其中模型2顶点峰值平均值比模型1大9%，模型2最大层间位移角平均值比模型1大4.6%。表5和图3显示长周期地震工况4和工况7作用下，两结构最大层间位移角超过了抗规限值要求(1/100)，可以看出长周期地震波对结构的激励作用更加显著，结构产生更大的地震响应。从表6可以看出，模型2最大基底剪力平均值比模型1小10%，说明分散核心筒过度集中的刚度可以降低地震动对结构的激励，可以降低筒体底部墙体的震害损伤程度。因此，从地震作用下结构整体反应看，新型分散核心筒结构在改善核心筒刚度过于集中的同时，保持了结构整体性能。3.2 构件损伤变形分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]超高层建筑结构benchmark模型的地震损伤分析[J]. 吕西林,姜淳,蒋欢军. 建筑结构学报. 2016(09)
[2]高轴压比下钢管高强混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究[J]. 赵作周,贺小岗,杨光,叶列平. 建筑结构学报. 2016(09)
[3]带竖缝及金属阻尼器混凝土剪力墙抗震性能研究[J]. 袁新禧,潘志宏,李爱群,郑杰,周德恒. 土木工程学报. 2014(S1)
[4]长周期地震波对超高层框架-核心筒结构抗震性能的影响研究[J]. 张俊文,吴轶,杨春,张春梅,陈麟,王宏伟. 建筑结构. 2014(19)
[5]八柱巨型结构在广州东塔超限设计中的工程应用[J]. 赵宏,雷强,侯胜利,林海. 建筑结构. 2012(10)
[6]低周反复荷载作用下带竖缝高强混凝土剪力墙承载力研究[J]. 孙香花,左晓宝. 工业建筑. 2006(07)
[7]结构时程分析法输入地震波的选择控制指标[J]. 杨溥,李英民,赖明. 土木工程学报. 2000(06)
博士论文
[1]高层建筑混凝土框架—核心筒结构抗震性能和地震损伤研究[D]. 李坤.西安建筑科技大学 2013
硕士论文
[1]防屈曲支撑及防屈曲支撑钢框架设计理论研究[D]. 刘建彬.清华大学 2005
本文编号：3493226
【文章来源】：工程抗震与加固改造. 2020,42(05)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
新型带耗能支撑-分散核心筒结构图例
本文按照双频段控制原则[10-11]从太平洋地震研究中心相关数据库中选取3条天然波作为结构弹塑性时程分析的输入样本。为了弥补规范反应谱长周期段的局限性[12]，再选取4条长周期地震波作为输入样本，地震动记录参数见表3所示。图2给出工况3、工况4的傅立叶谱，由频谱分析可知，4条长周期地震波频率分布在0.1～2Hz，接近结构第一阶自振周期。所选地震波峰值加速度调整到7度大震220gal的水准。地震波输入样本采用重要持时方法[13]，截取时间段包含对应地震波Arias强度点5%和95%的时刻，地震动输入方式采用双向输入，沿结构弱轴(X向)按1∶0.85的比例输入。3 带耗能支撑-分散筒结构抗震性能
表5、表6分别给出了7条地震波作用下两模型结构顶点位移峰值Δmax、最大层间位移角θmax对比和最大基底剪力对比，图3给出7条地震波作用下两模型结构层间位移角曲线。从上述图表中可以看出，模型2顶点峰值位移与最大层间位移角均略大于模型1。其中模型2顶点峰值平均值比模型1大9%，模型2最大层间位移角平均值比模型1大4.6%。表5和图3显示长周期地震工况4和工况7作用下，两结构最大层间位移角超过了抗规限值要求(1/100)，可以看出长周期地震波对结构的激励作用更加显著，结构产生更大的地震响应。从表6可以看出，模型2最大基底剪力平均值比模型1小10%，说明分散核心筒过度集中的刚度可以降低地震动对结构的激励，可以降低筒体底部墙体的震害损伤程度。因此，从地震作用下结构整体反应看，新型分散核心筒结构在改善核心筒刚度过于集中的同时，保持了结构整体性能。3.2 构件损伤变形分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]超高层建筑结构benchmark模型的地震损伤分析[J]. 吕西林,姜淳,蒋欢军. 建筑结构学报. 2016(09)
[2]高轴压比下钢管高强混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究[J]. 赵作周,贺小岗,杨光,叶列平. 建筑结构学报. 2016(09)
[3]带竖缝及金属阻尼器混凝土剪力墙抗震性能研究[J]. 袁新禧,潘志宏,李爱群,郑杰,周德恒. 土木工程学报. 2014(S1)
[4]长周期地震波对超高层框架-核心筒结构抗震性能的影响研究[J]. 张俊文,吴轶,杨春,张春梅,陈麟,王宏伟. 建筑结构. 2014(19)
[5]八柱巨型结构在广州东塔超限设计中的工程应用[J]. 赵宏,雷强,侯胜利,林海. 建筑结构. 2012(10)
[6]低周反复荷载作用下带竖缝高强混凝土剪力墙承载力研究[J]. 孙香花,左晓宝. 工业建筑. 2006(07)
[7]结构时程分析法输入地震波的选择控制指标[J]. 杨溥,李英民,赖明. 土木工程学报. 2000(06)
博士论文
[1]高层建筑混凝土框架—核心筒结构抗震性能和地震损伤研究[D]. 李坤.西安建筑科技大学 2013
硕士论文
[1]防屈曲支撑及防屈曲支撑钢框架设计理论研究[D]. 刘建彬.清华大学 2005
本文编号：3493226
本文链接：https://www.wllwen.com/jingjilunwen/jianzhujingjilunwen/3493226.html
