按中美抗震规范设计的有无粘滞阻尼器钢筋混凝土框架结构抗震性能比较

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建筑结构在大地震作用下倒塌,造成巨大的经济损失和人员伤亡。近年来,从建筑结构震害中吸取的经验教训促使研究人员研究现行建筑结构的抗震设计规范,并对其整体抗震安全性进行评估。世界上有几个国家的抗震规范为了安全和经济损失的目的采取了不同的措施。
  本文的主要目的是研究和比较中美抗震规范设计的钢筋混凝土框架结构的倒塌能力,以及采用粘滞阻尼器的影响。为了达到上述目的,利用ETABSv17建立了三层、六层、九层钢筋混凝土框架结构的有限元模型。采用了两种分析方法:非线性静力pushover分析法和动力非线性时程分析法。对无附加阻尼体系的钢筋混凝土框架结构进行了非线性静力pushover,得到了各结构的承载力曲线,并根据承载力曲线得到了轻微、中等、严重、完全四种损伤极限状态。为比较两种抗震规范设计的建筑的分析结果,绘制了各建筑结构的地震易损性曲线。对不同位置设置粘滞阻尼器和不设置粘滞阻尼器的框架结构进行了动力非线性时程分析。
  根据以下性能点和百分位损伤概率,比较了中美抗震规范设计的无阻尼器结构的承载力曲线:
  a)基于中国规范的三层建筑的性能点略高于美国规范的性能点,而两种规范的损伤概率接近。
  b)基于中国规范的六层建筑的性能点明显低于美国规范,而两种规范的损伤概率接近。
  c)基于中国规范的九层建筑的性能点明显低于美国规范,而两种规范的损伤概率接近。
  根据层间位移比、基底剪力、流体粘滞阻尼器等参数,研究了各框架结构的时程分析结果。
  a)基于中国规范的三层、六层和九层建筑的最大层间位移比、基底剪力、流体粘滞阻尼器的计算值均低于美国规范。此外,拐角处的设置的流体粘滞阻尼器比中间位置的流体粘滞阻尼器更能有效地降低层间位移比和基底剪力。
  对两种抗震规范设计的建筑进行了非线性静力弹塑性分析和非线性时程分析,结果表明,两种抗震规范设计的流体粘滞阻尼器都能够有效地控制建筑的抗震性能。
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