【摘 要】
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钢框架-自复位型钢混凝土摇摆墙结构体系(Steel frame-self-centering steel reinforced concrete wall panels with replaceable energy dissipation devices,SF-SSW)是由自复位SRC墙板、预应力筋、耗能元件以及钢框架组成的一种具备双重抗侧力的新型装配式结构体系,延性和耗能性能优异,且具有良好的
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钢框架-自复位型钢混凝土摇摆墙结构体系(Steel frame-self-centering steel reinforced concrete wall panels with replaceable energy dissipation devices,SF-SSW)是由自复位SRC墙板、预应力筋、耗能元件以及钢框架组成的一种具备双重抗侧力的新型装配式结构体系,延性和耗能性能优异,且具有良好的可恢复功能性。SF-SSW体系虽能减小震后残余变形,提高结构的抗震性能,但其在大震下的倒塌破坏情况尚未可知。而建筑结构需具备充足的抗倒塌安全储备,以防止结构在大震下发生倒塌破坏。因此,本文对SF-SSW结构体系的抗地震倒塌性能进行评估,并开展相关研究,包括结构影响系数、位移放大系数以及结构易损性分析等,主要工作如下:(1)本文基于课题组自复位SRC墙板(self-centering steel reinforced concrete wall panels,SSW)子结构低周反复加载试验,建立基于SAP2000的SSW结构有限元分析模型,在验证子结构模型准确性的基础上,提出多高层SF-SSW结构体系的非线性分析模型。根据我国规范设计了六层和十五层的SF-SSW结构模型,并通过反应谱分析验算结构合理性,结果表明其内力分布、剪重比和最大层间位移角满足相关规范要求。(2)分别对六层和十五层SF-SSW结构进行了静力推覆分析和增量动力时程分析,获得结构的基底剪力和顶点位移曲线,通过考虑高阶振型将其转化为能力谱曲线,并与不同延性的需求谱相交获得SF-SSW结构在设防和罕遇地震下的性能点,给出结构整体抗震性能参数建议值。同时,分析了SF-SSW在不同地震烈度下的动力反应特性。(3)根据文中给出的结构影响系数R建议值,设计了六层和十五层的SF-SSW结构模型,进行IDA分析并绘制了基于Sa(T1,3.5%)描述的易损性曲线,求得倒塌富余度,基于FEMA P695的抗倒塌评估体系,对R建议值的合理性以及抗地震倒塌安全储备进行了评估。结果表明:在大震作用下,根据R建议值设计的SF-SSW结构,倒塌概率远小于10%,调整后倒塌富余度也满足相关要求,一方面说明结构不仅符合“大震不倒”的性能要求,并且具备足够的抗倒塌安全储备,另一方面说明本文给出的R建议值是合理的。基于上述研究,论述了SF-SSW的抗地震倒塌性能,评估了本文给定的结构影响系数建议值的合理性,为后续该结构基于性能抗震设计和应用推广提供参考。
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