基于弹塑性理论分析高层建筑结构抗震性能研究

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1、StudyonseismicperformancebasedonplastictheoryanalysisoftallbuildingstructuresMajor：ArchitectureandCivilEngineeringDirectionofStudy：SeismicPerformanceGraduateStudent：YanChenSupervisor：Prof.CaoXiaDecember,2012toApril,2013摘要随着中国经济的高速发展和工程技术的不断革新，近些年来城市中涌现出大量的高层及超高层建筑，这些建筑物在结构体系日趋多样化

2、，建筑平面布置及竖向体型也越来越复杂，从而对建模、分析及设计等技术发展提出了更高的要求，特别是近些来地震灾害给城市造成了的巨大人员伤亡和经济损失，地震灾害的高度不可预见性，使得国内外地震界学者和工程技术人员，对传统的抗震设计理论和抗震设计方法进行了不断反思，如何进行在罕遇地震作用下的弹塑性分析，满足超限结构的审查要求，达到建筑抗震性能设计的目标，越来越成为设计中所必须面对的难题。正是基于此难题下，本文在总结已有研究成果的基础上，对于超限高层通过工程实例，着重的进行结构抗震性能分析及研究，内容如下：1、简要的介绍了在抗震设计中的一些常用方法，概述了基于抗震

3、性能设计的理论，以及国内外对于静力弹塑性Pushover分析方法的发展情况和研究现状。根据实际工程概况，使用有限元设计软件，对多塔超限高层结构进行了模型的建立和计算分析。从整体结构层面上定义了结构超限情况，确立了结构抗震性能分析的必要性。2、对超限塔楼进行针对性分析，并使用两种有限元设计程序，对结构模型进行详细的模态分析、结构动力时程分析及地震反应谱法分析。通过对比检验两种软件分析结果的可靠性，分析了结构的自振周期、地震力、剪重比、最大层间位移角等计算结果是否满足规范要求，评价了塔楼在多遇地震作用下，即小震作用下的安全性，判断出结构的整体协调性是否良好。

4、3、概述了静力弹塑性Pushover分析的基本原理。并对超限塔楼进行罕遇地震作用下的Pushover分析研究，求出了结构的能力曲线和6度罕遇地震下需求曲线，找出了性能控制点。根据在罕遇地震作用下，结构梁、柱和剪力墙出现的塑性铰情况，评价出结构是否能够经受6度罕遇地震的考验，从而对结构的整体抗震性能进行评估。4、文章最后结合我国的现行抗震设计规范，从结构概念设计和工程应用等方面着手，得出有关静力弹塑性Pushover分析方法的主要结论，提出了Pushover分析方法的展望，为今后的完善提出了一些建议和研究方向，为该方法在工程实践中的应用提供了依据。本文在目

5、前研究成果的基础上，通过对实际工程的全面分析，得到了较为满意的结果，对今后的抗震性能设计工作起到了积极的指导作用。关键词：超限高层；抗震性能设计；反应谱分析；静力弹塑性分析IAbstractWithChina'srapideconomicdevelopmentandengineeringtechnologyinnovation,thecityinrecentyearstheemergenceofalargenumberofhigh-riseandhigh-risebuildings,buildingstructuralsystemisbecomingmo

6、rediverse,buildinglayoutandverticalbodymoreandmorecomplexmodeling,analysisanddesigntechnologydevelopmentputforwardhigherrequirements,especiallytherecentearthquakedisastertothecitycausedhugecasualtiesandeconomiclosses,ahighdegreeofunpredictabilityoftheearthquake,makingthedomestica

7、ndforeignearthquakesectorscholars,engineersandtechnicalpersonnel,traditionalseismicdesigntheoryandseismicdesignmethodconstantlyreflectonhowelastic-plasticanalysisunderrareearthquakegaugestructuretomeettherequestforreview,theBuildingseismicPerformancedesigngoals,becomingmoreandmor

8、eproblemsthatmustbefacedinthedesign.Itis