【摘 要】
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地震是极具破坏性与毁灭性的自然灾害之一。历次震害已经证明,地震的潜在破坏作用能够使建筑物产生严重的损伤甚至倒塌,造成数以万计的人员伤亡与财产损失。动力时程分析法能
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地震是极具破坏性与毁灭性的自然灾害之一。历次震害已经证明,地震的潜在破坏作用能够使建筑物产生严重的损伤甚至倒塌,造成数以万计的人员伤亡与财产损失。动力时程分析法能够真实反映结构在某一特定强度地震作用下的结构响应,适合于高层及超高层结构的抗震性能评估。美国联邦应急管理署(FEMA)在“下一代性能化设计”研究计划中通过FEMA-P58报告提出的“经济性能分析法”能够从经济角度评估结构的震后经济损失与修复时间,为结构初始设计与震后维修提供参考。本文综合采用动力时程分析法与FEMA-P58经济性能分析法,评估钢筋混凝土柱-钢梁(RC-S)、钢管混凝土柱-钢梁(CFST-S)及钢管约束混凝土柱-钢梁(TC-S)三种新型混合结构体系的抗震性能,主要研究内容如下所述:(1)基于ABAQUS平台建立某超高层CFST-S主结构有限元模型与由主结构和内部轻钢子结构组合形成的混合结构的有限元模型,通过比较原盈建科模型与ABAQUS模型的自振周期、地震作用下的位移时程曲线,验证ABAQUS模型建立的准确性;通过比较主结构与混合结构的自振周期,指出子结构的组合对主结构的不利影响;通过比较主结构与混合结构在多遇地震及罕遇地震下的结构响应,分析子结构对主结构抗震性能的影响。(2)针对目前RC-S、CFST-S及TC-S混合体系抗震性能研究不足的缺陷,根据CFST-S混合结构的基本信息,设计了RC-S与TC-S混合结构,建立了RC-S与TC-S混合结构的ABAQUS有限元模型,根据中国规范挑选了大量的实际地震动与人工地震动,计算了RC-S、CFST-S及TC-S混合结构在多遇地震、基本地震、罕遇地震和极罕遇地震下的结构响应,比较了三种混合结构的抗震性能。(3)利用FEMA-P58报告提出的基于易损性曲线与结果函数的经济性能分析法,进行混合结构性能组的分类与数量统计,通过比较计算获得的RC-S、CFST-S及TC-S混合结构在不同地震强度下的经济损失、维修时间超越概率曲线与结构构件、非结构构件震后维修时间按楼层分布直方图,指出了不同混合结构在不同地震强度下经济性能的差异,进而从经济角度评估不同混合结构的抗震性能。
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