某超高层框架—核心筒结构抗震分析

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地震是对人类危害很大的自然灾害之一,而我国地处全球最活跃的两大地震带上,地震给人民生命财产造成了极大的损失。诸多的震害经验告诉我们,通过工程抗震设防可以有效地减轻建筑物的损坏。因此,选择合适的抗震分析方法对结构进行抗震分析,并在此基础上进行结构和构件的抗震设计是非常必要的。而超限结构超出了设计规程规范的适用范围,对其进行抗震分析则显得尤为重要。本文以某211米超高层框架-核心筒结构为研究对象,考虑其高度超限及平面不规则等特点,研究其在地震作用下的动力响应规律和破坏机理,评估其抗震性能,本文完成如下几个方面的工作:(1)通过对地震作用分析方法和结构抗震设计方法的梳理,对比分析了目前工程界主要抗震设计方法的优缺点和适用范围;(2)采用ETABS和midas Building有限元程序建立了结构的弹性模型,对比分析两者在多遇地震作用下振型分解反应谱法的计算结果,验证结构体系布置的合理性;(3)在此基础上,采用ETABS程序进行弹性时程补充计算,得出3条地震波作用下结构的弹性响应,对比分析其结果与振型分解反应谱法计算所得数值的差异;(4)基于Perform-3D有限元程序建立结构的弹塑性分析模型,分析结构在罕遇地震激励下的结构非线性响应、构件损伤程度、构件及结构的耗能情况,进而评估整体结构的抗震性能。结果表明:(1)多遇地震作用下结构的各项弹性分析指标均在规程规范限值范围之内,验证了模型的有效性和结构体系的合理性;(2)罕遇地震作用下结构的整体侧向刚度较大,无薄弱层;连梁和框架梁最先进入非线性,塑性程度相对较深,而大部分剪力墙和框架柱处于弹性状态;构件的塑性耗能在总能量中的占比不是很高,地震能量主要通过阻尼耗能和应变能耗散;(3)以Perform-3D弹塑性时程计算结果为分析依据,基于我国抗震规范对其抗震性能进行评估,结构处于中等破坏~不严重破坏阶段,说明结构具有较好的抗震性能,满足抗震设防的要求;(4)Perform-3D在超高层结构动力弹塑性分析中具有较好的适用性。本文所用的抗震分析方法及相关参数的选取对超高层结构的抗震设计具有一定的借鉴意义。
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