【摘 要】
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据统计,在一些现代大型建筑内,功能性非结构部件的造价平均可高达建筑总造价的70%~80%。在地震所造成的人员伤亡和财产损失中,建筑非结构部件及其系统破坏造成的损失所占比例越来越高。虽然在《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)中明确提出了关于非结构部件的抗震设计要求,但其中基于楼面加速度反应谱概念的楼层放大系数等参数的合理性仍值得商榷,尤其对于我国近年来大量兴建的钢结构建筑是否适用更值得
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据统计,在一些现代大型建筑内,功能性非结构部件的造价平均可高达建筑总造价的70%~80%。在地震所造成的人员伤亡和财产损失中,建筑非结构部件及其系统破坏造成的损失所占比例越来越高。虽然在《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)中明确提出了关于非结构部件的抗震设计要求,但其中基于楼面加速度反应谱概念的楼层放大系数等参数的合理性仍值得商榷,尤其对于我国近年来大量兴建的钢结构建筑是否适用更值得深入研究。以此为出发点,本文针对当前钢结构建筑中的钢框架、钢框架中心支撑和钢框架偏心支撑三类典型结构,以弹性和弹塑性时程反应分析为基本方法,开展了三类典型钢结构的楼面加速度反应谱分析研究。主要研究内容如下:1.阅读梳理了大量国内外相关文献,介绍了楼面加速度反应谱的概念及国内外关于非结构部件抗震研究的发展历程,提出了本文研究的重点目标。2.基于我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)关于场地类别及设计地震分组规定,从结构设计软件PKPM地震动记录数据库以及PEER地震动记录数据库中,为每个算例结构选取确定了进行时程分析需要的100条天然地震动加速度记录。从实际工程案例中,选取确定了进行本文研究需要的钢框架、钢框架中心支撑以及钢框架偏心支撑三类典型钢结构建筑原型算例共计25个。3.建立了上述三类25个原型算例结构的有限元分析模型,分别进行了不同峰值条件下104条加速度记录输入的弹性及弹塑性地震反应时程分析,得到了每个算例结构的所有楼层加速度反应,并以此为基础,对所有25个算例结构的楼层加速度反应谱进行了计算分析。经大量计算分析,给出了三类钢结构的各类放大系数(PFA/PGA,PSA/PFA,PSA/PGA)沿结构高度的放大规律,并与ASCE7-16,IBC 2015和GB 50011-2010规范公式进行了对比分析;通过数据拟合分析,针对每类钢结构,给出了修正的楼层加速度放大系数简化计算公式。4.为考虑土-结构相互作用对结构楼层反应谱的影响规律,本文选取一栋典型多层钢框架结构建立了土-结构相互作用分析有限元模型,分别进行了是否考虑土-结构相互作用的对比分析,初步分析给出了土-结构相互作用对楼层加速度放大反应及楼层反应谱的影响规律。
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