高层钢结构.pptx

粘弹性阻尼高层钢结构基于性能的抗震设计方法姓名:李文杰学号:12121088
基于性能抗震设计理论的研究内容
性能抗震设计的研究内容可以分为两部分,其一是结构性能抗震设计的基础框架研究,它包括性能抗震设防标准,含设防地震动水准和设防地震动参数的确定、结构体系抗震性能水准的分类、适用于不同重要性结构的性能抗震设防标准以及相应的性能可靠度分析;其二是性能抗震设计的基本方法研究,即实现性能抗震设计的基本分析技术,包含静力弹塑性分析方法、非线性反应谱方法、等效线性化方法和基于能量的抗震设计方法等。
高层钢结构性能目标的建立
结构的性能目标是指对所设计的建筑物在每一个设计地震水平下所要求达到的性能水准的总和。性能目标的建立应根据建筑物的使用要求、功能要求的重要性、经济性(伤亡、财产损伤、业务中断、震后修复)和其它因素(如文化历史遗迹)等综合因素来考虑。依据已有的结构性能水准和地震设防水准的基础上,参考国内外对结构性能目标的划分,根据建筑物的重要性和使用功能,建立高层钢结构性能目标,划分为以下几个层次,见表1.
表1高层钢结构性能目标
对A、B、C、D的解释:
性能目标A:小震和中震都满足性能水准“充分运行”的要求,大震下满足性能水准“运行”。该水准代表结构最高的性能要求,相当于“大震不坏”的设防原则。对于目前《抗震规范》中的规定的甲类建筑,地震中和地震后其使用功能不能中断或存放大量危险品或有毒物品的建筑,可以用此性能目标。
性能目标B:小震下满足性能水准“充分运行”的要求,中震下满足性能水准“运行”,大震下满足性能水准“基本运行”的要求。该水准代表了结构较高的性能要求,相当于“中震不坏,大震可修”的设防原则。对于乙类建筑,在震后短期内恢复或对震后运行起关键作用的重要建筑,可采用此性能目标。
性能目标C:小震下满足性能水准“充分运行”的要求,中震下满足性能水准“生命安全”,大震下满足性能水准“接近倒塌”的要求,该水准代表了结构较低性能要求,相当于我国现行抗震设计规范中规定的“小震不坏,中震可修和大震不倒”的设防原则。对于丙类建筑,一般的工业与民用建筑可采用此类性能目标。
性能目标D:小震下满足性能水准“基本运行”的要求,中震下满足性能水准“生命安全”,大震下满足性能水准“接近倒塌”的要求,该水准代表了结构最低的性能要求,相当于“小震可修和中震不倒”的设防原则。对于次要的建筑,如遇地震破坏时无生命危害和不易造成严重的经济损伤的建筑可采用此类性能目标。
从性能目标中可以看出:性能目标A和性能目标B代表了结构最高和较高的性能要求,性能目标C和性能目标D则代表了结构较低和最低的性能要求。因此,该性能目标的划分可以较为全面的反映结构不同等级的性能水能。
设计基本要求
粘弹性阻尼高层钢结构基于性能的抗震设计包括概念设计、抗震计算与构造措施三方面的内容与要求。在概念设计上主要强调以性能目标为基础,在抗震计算上主要是以基于位移的方法作为结构的计算分析方法,而在构造措施上则需要着重考虑结构构件与粘弹性阻尼支撑构件之间的连接等问题。
高层钢结构安装粘弹性阻尼器后,可以更好地实现不同级别的性能目标,如前面所述的性能目标A, B和C。在上述性能目标下,粘弹性阻尼高层钢结构的设计应符合以下一些要求

I)由于粘弹性阻尼器不改变结构的基本形式,除粘弹性阻尼装置外的结构构件仍可以按《抗震规范》中相应结构类型的要求进行设计,使其具备传统结构抵抗使用荷载的一切功能;
2)粘弹性阻尼高层钢结构在基本设计地震烈度下应保持弹性,除阻尼器外,其它构件也应具有较好的延性,满足《抗震规范》的要求;
3)粘弹性阻尼高层钢结构的平、立面布置以及主体结构的材料和施工应满足《抗震规范》的要求;
4)粘弹性阻尼高层钢结构的总高度和层数可按国家标准《高层建筑钢结构设计与施工规程》的规定降低一度来考虑;
5)粘弹性阻尼器与支撑构件的连接,应符合钢构件连接的构造要求,并能承担粘弹性阻尼器施加给连接节点的最大作用力。

1)由于粘弹性阻尼器受环境温度和振动频率等因素的影响较大,因此,应选择在使用环境和结构振动频率范围内性能良好的粘弹性材料,如材料的剪切储能模量应尽可能小,而剪切损耗模量和损耗因子应尽可能大,损耗因子的峰值温度应尽量靠近环境温度。
2)粘弹性阻尼器应构造简单、施工方便;具有优良的耐久性能和较好的易维护性;还应具有良好的变形跟踪能力,以确保在强震作用下不会出现失稳现象;
3)粘弹性阻尼器及支撑的布置需综合考虑结构类型、建筑功能、美学效果以及施工等方面的要求,应对支撑形式及连接方式进行专门设计和研究,使之成为合理有效的受力体系并且更加符合实际工程的需要。具体为
在建筑上,应注重粘弹性阻尼器对结构空间