超限高层结构静力弹塑性分析

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近些年来,伴随着我国超高层建筑的快速发展,超高层结构的抗震性能分析受到了广泛关注。我国处于地震频发区域,分析超高层结构的地震响应和抗震性能,对于进行超高层结构的抗震设计有重要意义。静力弹塑性分析(Pushover)方法,是一种应用前景相当广泛的结构抗震性能分析方法。采用Pushover分析方法对超高层结构进行抗震性能分析具有重要的理论价值和工程意义。本文基于天津市某带加强层的超高层组合框架-混凝土核心筒结构工程实例,结合通用有限元软件ABAQUS,建立了静力弹塑性分析问题的空间模型。通过与SATWE模型对比,验证了本文模型的精度。本文对在超高层结构中,影响Pushover分析方法准确性的侧向力分布模式进行了研究,选取了五种常用的侧向力分布模式,对天津某超高层结构进行分析,对比了不同侧向力分布模式对超高层结构Pushover分析结果的影响;将不同侧向力分布模式分析结果与弹塑性时程分析结果进行对比,分析了各分布模式在超高层中的适用性,以及Pushover分析方法在超高层结构中的精度,对超高层结构的静力弹塑性分析中侧向力分布模式选取提出了建议;选取精度最高的侧向力分布模式对结构的抗震性能进行分析;采用精度最高的侧向力分布模式对结构进行基于安评设计谱的抗震分析,并与弹塑性时程结果进行对比。研究表明,Pushover分析方法在超高层结构中有一定的精度和适用性。其中,振型组合分布模式下Pushover分析对结构最大层间位移角和整体层间位移反应的计算精度最高,建议在超高层结构分析中采用。通过对本文超高层进行基于规范设计反应谱以及50年设计年限安评谱的抗震性能分析,都表明结构具有良好的抗震性能和延性,能满足抗震设防要求,且在罕遇地震作用下具有一定的安全储备;而基于100年设计年限安评谱的抗震性能分析,表明结构能够满足规范层间位移角的限值要求。
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