超限高层受控结构的抗震性能及优化布置分析研究.pdf

Study on Seismic Performance of Ultra High-rise Building and Placement Optimization of Damper A Dissertation Submitted for the Degree of Master Candidate：Wang Kai Supervisor：A. Prof. Sun Xianghong Chang’an University，Xi’an ，China 万方数据 万方数据 摘 要 在结构的抗震设计中，大多数采用的是传统设计方法，即利用结构自身的性能“硬 抗”地震作用的影响，而运用耗能减震设计方法，在结构中装设耗能构件，则在地震作 用下耗能构件会发挥耗能减震作用，耗散地震能量。采用粘滞阻尼器进行结构被动控制 的方法，具有构造简单、施工简便、易于维护、减震效果出色等优点，在实际工程中得 到了一些的应用，并且也收到了理想的抗震和抗风效果。 超限高层结构具有刚度较大、体型不规则、竖向构件不连续等不利于抗震的缺点， 如果采用传统的抗震设计方法，则会加大构件的截面或者使结构在风荷载和微小地震作 用下便产生较大振动，影响结构的正常使用功能，并且加大工程造价；而在超限高层结 构中装设粘滞阻尼器，进行耗能减震设计，则可以减小结构构件的截面，降低结构的地 震响应，增强结构的抗震性能，提高舒适度。 首先，本文以西安市某型钢混凝土框架—核心筒超限高层结构为研究背景，采用大 型有限元分析软件 ABAQUS ，对原结构进行了多遇和罕遇地震作用下的时程分析，发 现结构的抗震性能虽然满足《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010 ）的相关规定，但是 依然存在结构 Y 向抗侧能力较弱，以及部分构件尺寸过大的问题。 其次，以原结构为基础，将结构构件的截面减小，再进行装设粘滞阻尼器的减震设 计，分析减震结构的抗震性能，并与原结构进行对比，验证了在结构中装设粘滞阻尼器 进行耗能减震设计后，可以将结构中构件的截面减小，并且能够有效减小结构的地震反 应，提高结构的抗震性能。 最后，本文还提出了两种阻尼器的平面布置方案，即将阻尼器布置在框架边缘和将 阻尼器布置在框架与核心筒之间，并分别对其进行地震作用下的时程分析，将分析结果 与原结构的时程分析结果对比后发现：将阻尼器布置在框架与核心筒之间可以使阻尼器 的性能得到更为充分的发挥，得到更加显著的减震效果。 关键词：超限高层结构；型钢混凝土框架-核心筒体系；抗震设计；时程分析；粘滞阻 尼器；耗能减震；位置优化 万方数据 Abstract Nowadays, most of the structure seismic designs choose the traditional design method, which uses the own performance of the structure to resist the effects of earthquake. Differently, the energy dissipation design, which means install the energy-consuming component to the structure, and under seismic time, the energy-consuming component will dissipate the seismic e