弹塑性分析结果罕遇地震作用下的实现

采用有限元软件MIDAS进行分析，所建立的三维有限元弹性模型如图9-8所示。

1）罕遇地震作用下时程分析结果

图9-8　MIDAS结构分析模型

地震波的选取与多遇地震下时程分析地震波相同，地震波的峰值加速度根据规范要求分别调整到对应于8度（0.2g）罕遇地震的400 gal。《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）要求钢筋混凝土框架结构在罕遇地震作用下，楼层的弹塑性层间位移角θP≤1/50。规范在12.3.3条中还指出：“消能减震结构的层间弹塑性位移角限值，应符合预期的变形控制要求，宜比非消能减震结构适当减小。”图9-9为在NRG波罕遇地震作用下，减震前后位移角示意图，由图中可知减震后位移角明显变小。

图9-9　NRG波罕遇地震作用下层间位移角减震前后对比

2）罕遇地震作用减震前后结构弹塑性发展

MIDAS软件根据美国FEMA273规范，采用双线性模型，按照变形指数D/D1将铰状态定义成五个水准。当选择D/D1时延性系数是当前变形除以第一屈服变形，各水准变形指数D/D1分别为0.5、1、2、4、8。MIDAS中：Level-1（D/D1=0.5）表示铰还处于弹性阶段，Level-2（D/D1=1）表示铰已达到屈服状态，Level-3（D/D1=2）、Level-4（D/D1=4）、Level-5（D/D1=8）分别表示各构件不同的延性。在分析结果中将上述5个状态分别以不同颜色来表示。

以X=30.577 m的一榀框架为例，给出如图9-10所示的减震前后框架梁与框架柱塑性发展水准示意图。通过对比可知，减震后塑性发展达到第一水准的框架梁、框架柱数量较减震前大量减少，减震后塑性发展达到第二、第三水准的框架梁、框架柱数量较减震前也有一定程度的减少。采用减震方案后，结构在8度（0.2g）罕遇地震作用下，减震后结构中梁柱的塑性发展程度相对于减震前均有所减小，分析结果表明主体结构在罕遇地震作用下的损伤程度得到有效控制，整体结构具有良好的抗震性能，更有利于实现结构“大震不倒”的设防目标。(www.xing528.com)

图9-10　减震前后框架梁与框架柱塑性发展水准示意图

3）罕遇地震作用下黏滞阻尼器滞回曲线

从图9-11、图9-12可以看出，罕遇地震作用下黏滞阻尼器耗能性能优良。

图9-11　X向某阻尼器（最大力约649 kN，最大位移约21 mm）

图9-12　Y向某阻尼器（最大力约640 k N，最大位移约23 mm）