【摘 要】
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速度脉冲地震和结构偏心均是造成结构倒塌破坏的重要因素。本文基于提出的新型重力柱-核心筒结构体系,设计结构模型,综合考虑速度脉冲效应和偏心效应对结构的双重不利作用,对其地震响应规律进行分析。同时以层间位移角和层间扭转角为量化指标,进行速度脉冲地震作用下的地震易损性分析研究。主要内容及结论如下:（1）基于已有的重力柱-核心筒振动台试验模型结构,在CANNY分析软件中建立与之对应的有限元模型,通过与试验
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速度脉冲地震和结构偏心均是造成结构倒塌破坏的重要因素。本文基于提出的新型重力柱-核心筒结构体系,设计结构模型,综合考虑速度脉冲效应和偏心效应对结构的双重不利作用,对其地震响应规律进行分析。同时以层间位移角和层间扭转角为量化指标,进行速度脉冲地震作用下的地震易损性分析研究。主要内容及结论如下:（1）基于已有的重力柱-核心筒振动台试验模型结构,在CANNY分析软件中建立与之对应的有限元模型,通过与试验结果对比,验证有限元模型参数设置的合理性。对结构进行初步的非线性动力时程分析,研究原型偏心结构在速度脉冲地震动和偏心率双重不利作用下的弹塑性状态地震响应规律。结果表明,速度脉冲地震和偏心对原型结构弹塑性抗震需求影响显著。（2）在YJK中设计层高为4m的三种不同高度的重力柱-核心筒结构模型,并对其进行偏心设置,选取10条速度脉冲型地震动和10条非速度脉冲型地震动,利用CANNY分析软件研究在速度脉冲地震和偏心作用下的弹性和弹塑性响应规律。弹性和弹塑性状态下,随着偏心率的增大,层间位移角、层间扭矩和层间扭转角均增大,但层间剪力呈现出减小的趋势。其他条件相同,速度脉冲地震工况下的弹性和弹塑性地震反应均明显高于非速度脉冲地震工况对应值。弹塑性状态和非脉冲工况下,偏心率为0.1、0.2和0.3时的最大层间位移角分别是对称结构的的1.03、1.2和1.25倍;脉冲工况下相应倍数值为1.23、1.3和1.34。这表明结构偏心和速度脉冲地震二者耦合会使层间位移角显著增加。此外,弹塑性状态下速度脉冲和偏心对性能指标影响较弹性状态更为显著。（3）将各个设计模型结构进行增量动力分析（IDA分析）,对比分析重力柱-核心筒结构在两类不同的地震作用四种偏心下的IDA曲线簇,研究结构在速度脉冲和偏心作用的地震反应特征。随着偏心率增大,结构的层间位移角和层间扭转角呈现出不断增大的趋势。速度脉冲地震作用下,结构自对称变化至偏心率为0.3时,10层结构的层间位移角增长了73%。速度脉冲工况下的IDA曲线均明显外高于非速度脉冲工况。当偏心率为0.3时,20层结构在脉冲工况下的层间扭转角值为非脉冲工况对应值的1.58倍。（4）对两种地震作用下12种偏心结构进行基于增量动力分析的地震易损性分析,建立结构的最大层间位移角和层间扭转角的地震易损性曲线。通过易损性分析结果表明,相较于非速度脉冲地震,偏心重力柱-核心筒结构在速度脉冲地震作用下,超越概率更大。随着偏心率的增大,最大层间位移角和层间扭转角的超越概率均呈现出增大的趋势。结构在偏心与速度脉冲条件下,超越概率最大,最容易发生破坏。并且,速度脉冲效应和偏心布置对层间扭转角的影响要大于对层间位移角的影响。PGA取0.5g时,在生命安全状态下,层间位移角超越概率为34%,而层间扭转角的超越概率为79%。
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