加设软钢阻尼器的RC高层框架减震性能数值模拟

采用有限元软件建立模型,对加设软钢阻尼器与未加阻尼器的RC高层框架结构两种模型进行了动力时程分析,总结了软钢阻尼器对RC高层框架结构的减震效果及特点。结果表明:1)软钢阻尼器对结构的整体刚度有一定的提高,在地震作用下,对结构的加速度反应及位移反应影响较大,减震效果明显。2)软钢阻尼器能增大结构的延性,较大程度地减少结构在罕遇地震作用下塑性铰的数量。3)通过动力数值模拟分析表明,RC高层框架结构体系适于加设软钢阻尼器进行减震,尤其对整体抗震性能需要提高的结构减震效果明显。

基于成本-效益准则的高层RC框架结构优化设计(Ⅰ)——方法

成本-效益准则是基于性能的抗震设计的重要原则,该准则在设计中除了考虑技术要素外,还考虑经济、社会等诸多因素,它所追求的设计目标为结构在其寿命周期内的总造价最小。因此,结构全寿命造价评估是基于性能的抗震设计的基本问题。在已有全寿命造价优化模型的基础上,提出了三目标函数全寿命造价优化模型。与已有的全寿命造价模型相比,该模型除考虑结构初始造价、损失期望外,还考虑了反映结构设计与施工复杂性的构件截面类型数量;另外,还将结构在其运行期间的检查、维护费用及由于优化导致建筑使用面积变化所引起的租金收益影响也列入到结构全寿命造价中。最后,基于所提出的优化模型,给出了以多目标遗传算法为搜索引擎、运用MATLAB语言开发的高层RC框架结构基于成本-效益准则的自动优化程序流程图。

高层RC框架结构基于成本-效益准则的优化设计研究(Ⅱ)——应用

根据作者先前提出的优化模型及基于成本-效益准则的优化设计流程,以多目标遗传算法为搜索引擎,运用MATLAB语言开发了高层RC框架结构基于成本-效益准则的自动优化程序。研究结果表明,程序所产生的设计方案具有多样性、可选择性、业主主动参与性及可依靠经验等特点。

RC框架核心筒结构的地震易损性研究

为研究高层RC框架核心筒结构的地震易损性,设计9榀相同层高但不同跨度和地震设防烈度的典型结构模型。考虑地震动输入的不确定性,采用Perform-3D对其进行弹塑性动力时程分析得到结构地震响应,进而结合我国抗震规范对框架核心筒结构体系性能水平限值要求建立相应的地震易损性曲线,对比分析了不同跨度和设防烈度下结构的地震易损性差异;结果表明:较低设防烈度结构的地震易损性曲线差别不明显,而较高抗震设防烈度下结构的地震易损性曲线差别显著;在相同设防烈度下,随着结构跨度的增加其地震易损性曲线变化不大,从一个方面验证了结构设计的不确定性对其地震易损性的影响较小。研究为进行城市高层建筑结构的地震灾害损失评估提供了理论依据。

高层框架结构E-defense振动台试验弹塑性时程对比分析

长周期地震动对高层结构的影响在日本"311地震"后进一步受到关注,日本学者在E-defense振动台上进行了一20层高层RC框架1/4缩尺模型的加载试验,研究了长周期地震动作用下高层结构的响应及破坏特征;本文在介绍其主要试验结果的基础上,基于SNAP软件建立梁端部集中塑性铰杆单元、柱纤维单元的有限元模型,进行弹塑性时程分析再现试验结果;进一步考虑长周期地震动作用下高层结构长持时、大位移响应特征,对梁端恢复力模型考虑累积塑性损伤修正,计算结果与试验结果吻合良好。

配有铅-磁流变阻尼器的高层RC框架结构非线性动力分析

为研究铅-磁流变阻尼器对高层RC框架结构的减震效果,基于框架结构的弹塑性杆模型,采用数值模拟方法对未装和安装铅-磁流变阻尼器的高层RC框架结构（12层）进行了非线性动力分析。结果表明：在El Centro波、Taft波和人工波作用下,有控结构顶层边节点的最大水平位移比未控结构分别减小47.9%、40.8%和40.8%,有控结构顶层边节点的最大水平加速度与未控结构相差不大;与未控结构相比,铅-磁流变阻尼器受控结构各层的最大水平位移均明显减小,各层的最大水平加速度变化不大;在El Centro波作用下,未控结构的屈服点分布在2～5层柱端,有控结构没有屈服点,在Taft波作用下,未控结构屈服点分布在2～4层梁端和1～8层柱端,有控结构仅在2～6层柱端有屈服点,在人工波作用下,未控结构的屈服点分布在2～3层梁端和2～6层柱端,有控结构仅在2～5层柱端有屈服点,说明铅-磁流变阻尼器可以控制高层RC结构的损伤发展过程、延缓结构的整体倒塌。

不规则消能减震结构的地震反应分析

本文运用有限元软件SAP2000,对不规则高层RC框架结构进行地震反应分析,分别计算原结构和布置粘弹性阻尼器的消能减展结构的自振周期、总位移、层间位移等,并进行对比分析。计算表明,消能减震结构在地震作用下总位移明显小于原结构的总位移,总位移降幅在50%-60%,层间剪力降幅在20%左右,从而达到明显的消能减震效果。