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近些年,一些体型复杂的高层建筑和超限高层建筑层出不穷,其中有一些超限高层还远超出了我国规范的限值。如何保证这些超限高层结构在大震作用下的整体和局部变形都满足抗震设计规范的相关要求,成为了研究超限高层建筑抗震性能的主要内容。
目前,结构的非线性分析方法有两种,即静力弹塑性分析方法和动力弹塑性分析方法。在地震波的作用下,动力弹塑性分析方法可以准确描述结构构件的受力,变形以及材料的损伤情况随各个时刻的变化情况,但这种分析方法对技术人员的理论水平有较高的要求,且分析时间长,对计算机要求较高。静力弹塑性分析方法操作简便,在一定的情况下可以代替动力弹塑性分析对结构进行罕遇地震下的评估。为了更好的对该超限高层进行抗震性能的评价,本文采用静力弹塑性和动力弹塑性分析方法对沈阳地区某超限高层进行抗震性能评价。
本文以沈阳市某超限高层为研究背景,围绕超限高层在罕遇地震作用下的非线性工作状态这一主题,对钢筋混凝土结构的超限高层进行了以下研究:采用Satwe和Midasbuilding两种有限元分析软件,建立有限元分析模型。对超限高层进行多遇地震和罕遇地震作用下的验算,对其抗震性能做出评估。在多遇地震作用下,对结构进行特征值分析、反应谱分析以及弹性时程分析。通过比较两种计算软件计算出的周期和振型,验证两种软件的计算准确性。在罕遇地震作用下,对结构进行了静力弹塑性分析和动力弹塑性分析。在进行静力弹塑性分析时,对结构采用层剪力加载,振型加载和等加速度加载三种加载方式,通过分析三种加载模式下得到的基底剪力一顶点位移曲线、出现性能点时的层间位移角、层剪力分布和塑性铰分布情况,对超限高层进行抗震性能评估。在进行动力弹塑性分析时,通过输入两条天然波一条人工波,对结构进行弹塑性时程分析。通过比较结构的顶点时程曲线、层间位移角、层剪力分布和塑性铰分布情况,对超限高层进行抗震性能评价。通过比较静力弹塑性分析方法和动力弹塑性分析方法得出的结果,比较这两种分析方法之间的异同。