基于抗震规范和隔震规范的剪力墙结构隔震设计对比

来源 :北京建筑大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:lili00789563241
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隔震建筑在我国日渐增多,隔震建筑设计方法正在不断发展完善。《建筑隔震设计标准》(送审稿)(以下简称隔规)与现行的《建筑抗震设计规范》(以下简称抗规)相比,提出了“中震设计”和直接设计法等新理念,同时隔震设计关键指标上也有较大差异,但目前两种规范的设计对比相关对比研究较少。为了深入分析两本规范对RC剪力墙结构隔震设计的影响,促进建筑隔震技术合理应用,本文首先分别基于抗规和隔规进行了剪力墙隔震设计,比较上部结构设计指标和地震反应的异同,并进一步完成大震下的弹塑性分析,考察两个结构的大震抗震性能和损伤状态,最后给出了经济性对比。本文工作内容和主要如下:(1)系统比较了隔规与抗规在设防目标、设计反应谱、设计流程、重要性能指标(层剪位移角)的重大差异,重点介绍了隔规的大震可修、中震设计、隔震层等效线性化法、反应谱长周期段和复振型分解法等。(2)针对基于隔规与抗规分隔规分别设计的剪力墙隔震结构,进行了中震和大震弹性分析,比较其上部结构的设计指标和地震反应差异。研究表明,基于隔规进行设计的控制指标是底部剪力比;由于隔规反应谱长周期段下降较快,与抗规设计相比,隔规设计的上部结构基底剪力约降低10%,上部结构断面和配筋都有一定减少;上部结构层间位移角约增大20%;隔规设计的隔震层位移有较大减少,达到20%以上。(3)应用Perform-3D软件,进行了大震作用下动力弹塑性分析,比较基于抗规和隔规设计的剪力墙隔震结构的上部结构损伤状态和耗能分布。分析表明,上部结构层间位移比弹性分析明显增加,增幅可达30%-40%,说明大震下隔震上部结构发生一定程度的塑性损伤,大震弹性分析低估了上部结构的层间位移。对于大震下隔震结构的抗震性能精确化分析,宜考虑上部结构的弹塑性。基于隔规和抗规的两种结构的隔震层耗能情况良好,地震能量集中消耗在隔震层,上部结构地震作用大大减轻。(4)最后进行了基于抗规和隔规设计的剪力墙结构的经济性分析,分别给出了直接工程造价、考虑地震损失和修复成本的全寿命周期费用评价。与抗规设计相比,基于隔规设计的隔震剪力墙结构直接造价降低了16%,但由于震后损伤较大,全寿命周期费用反而增加了5.6%。
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