竖向不规则基础隔震结构连续倒塌机制及抗倒塌性能研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xy_lfr
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近些年来,世界范围内建筑物连续倒塌事故频发,国内外学者针对如何提高结构抗连续倒塌的能力做了深入研究并取得了大量重要成果。但随着我国经济实力快速增强和人民生活水平的不断提高,多种减震性能优良的隔震建筑大量涌现,这其中不乏用途多样和造型奇特的不规则隔震结构,对于这些结构已有的抗连续倒塌研究成果则无法完全适用。本文针对基础隔震结构连续倒塌行为展开研究,选取典型的收进式竖向不规则基础隔震结构为对象进行研究,探讨了结构连续倒塌分析方法、抗连续倒塌机制、连续倒塌动力效应、结构抗连续倒塌鲁棒性定量分析方法、抗连续倒塌措施,并开展了抗连续倒塌性能试验研究。具体研究工作主要包括以下内容:  (1)针对竖向不规则基础隔震结构连续倒塌计算模型和分析方法进行了较为系统全面的分析,根据不同章节的研究需要选择了相应的分析方法;依据竖向不规则基础隔震结构模型的主要控制参数建立了各种不同布置形式的分析模型;对不同模型进行隔震设计,通过调整隔震层刚心位置并尽可能缩小其与上部结构质心间距,确定了隔震支座布置方式。  (2)基于备用荷载路径法,采用静力非线性竖向推覆分析和静力线性分析方法,分别对底层框架柱失效和橡胶隔震支座失效后剩余结构抗连续倒塌机制及需求能力比进行分析。  (3)以底层框架柱失效和橡胶隔震支座失效的竖向不规则基础隔震结构为研究对象,利用备用荷载路径法静力非线性方法和动力非线性方法分别计算剩余结构静力响应和动力响应,通过对两种不同方法所得的响应值进行比较和分析确定了结构倒塌时的动力效应,并对竖向不规则结构主要参数进行分析。  (4)在已有研究成果的基础上对构件易损性及重要性系数的计算方法进行改进,并进一步提出结构抗连续倒塌鲁棒性定量分析方法;根据隔震结构受力特征,提出两种基于备用荷载路径法的结构鲁棒性定量计算方法,分别对底层框架柱失效和橡胶隔震支座时的结构鲁棒性展开分析。  (5)以实际基础隔震工程为原型,通过缩尺模型设计对橡胶隔震支座失效的基础隔震钢筋混凝土结构进行拟静力连续倒塌试验,借助力传感器、位移传感器和应变传感器获取了结构破坏过程中主要数据,通过数据分析验证了基础隔震结构连续倒塌过程中剩余结构损伤产生和发展规律,荷载传递规律,及抗连续倒塌机制等问题。  (6)在前文研究结果的基础上,提出针对基础隔震结构的抗连续倒塌设计流程和方法,分别探讨了上部结构抗震构造、隔震层梁板尺寸及隔震支座型号对隔震结构抗连续倒塌性能的影响。
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