带滑动支座的某超限结构抗震性能分析

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在建筑物中布置滑动支座来提高建筑结构的抗震性能,是一种高效且经济的做法。对于竖向刚度不规则的建筑,为了满足规范要求,也可以在层间布置滑动支座,以求满足规范要求。对于布置了滑动支座的建筑结构,很难建立相似模型进行相似试验。带滑动支座的建筑结构设计,给结构设计工程师提出了更高的要求。近些年,超限复杂结构得到了快速发展,出现了现行技术法规滞后于工程实践的情况。我国规范对超限复杂结构的抗震设计也没有明确统一的方法。为了提高结构的抗震性能和经济性,越来越多的超限建筑中布置了滑动支座。但是带滑动支座的超限结构,其设计难度较大;在结构设计过程中,如何利用现代科技手段,快速有效得到含有滑动支座超限复杂结构在地震荷载下的结构响应,就显得尤为重要。为了研究上述问题,使用结构设计软件ETABS和SATWE,对带有滑动支座的某超限建筑工程进行抗震性能分析。实现了滑动平板支座在数值模拟中建模方法;对带滑动支座的超限结构做了小震下的分析研究;对结构关键构件做了中震弹性、中震不屈服和大震不屈服设计校核。通过研究分析,以求得对类似实际工程有价值的参考意见。文章主要工作如下。1)首先分析了带滑动支座的某建筑工程的超限情况;其中包含楼顶大开洞、楼板大悬挑等多项不规则超限。2)其次,对工程实例进行了不带滑动支座的简化建模,依据不同的简化模型建立相应的工况,用SATWE和ETABS软件对不同工况进行了模态分析。分析结果表明,SATWE软件和ETABS软件在计算时会将加载在结构上的荷载等效为结构的质量,这种荷载等效方法很容易使得简化模型的计算产生较大的误差。对于类似带滑动支座的建筑结构,进行不带滑动支座简化建模时,应该多加注意。3)使用ETABS中的摩擦摆隔震单元近似模拟滑动平板支座,建立含有滑动平板支座的整体模型。利用FNA方法对带滑动支座的超限结构进行非线性分析。4)选取了 3条地震波,通过建立不同工况,对不同工况进行了小震下的时程分析对比,分析研究了不同工况下结构的模态、位移、剪力、位移角和剪重比。依据小震分析结果,带滑动支座的某超限结构满足第一设防水准要求;对于类似的带滑动支座建筑结构,得到了有效的简化建模方法。5)最后利用ETABS实现中、大震分析;对具有不同性能水准要求的关键构件,分别进行了中震不屈服,中震弹性,大震不屈服校核分析。
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