装配式超高层混凝土框架的协同减震结构体系研究

基本信息
批准号:51678302
项目类别:面上项目
资助金额:62.00
负责人:王曙光
学科分类:
依托单位:南京工业大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:杜东升,徐锋,李威威,赵学斐,梁羽,杨超,许伟志,陈洪剑
关键词:
协同减震性能化设计超高层混凝土框架装配式结构
结项摘要

In the modernization of construction industry, frame structure is the optimum form of concrete structures to utilize the precast technology. However, the small lateral stiffness of frame structure restricts its maximum applicable height in practical engineering. Through combining the precast concrete structures and energy dissipation technology, this program will propose a collaborative vibration reduction system for precast super high concrete frame structures. The research contents mainly include: 1) Base on the study into the energy demand of equivalent story drift angle, a theoretical mothed will be established to quantitatively determine the weak lateral stiffness; 2) Based on the equivalency of story drift angle, the various damping devices, such as displacement-type, velocity-type and brace-type dampers, will give a collaborative and full play to their stiffness and damping performance to satisfy the precise demand of stiffness and damping performance in button, medium and top stories, and then enable the establishment of a multi-level optimum strategy for energy dissipation; 3) To propose an evaluating method for non-linear performance of the collaborative vibration reduction system subjected to large earthquakes; and then the most unfavorable failure model will be determined and its corresponding control strategy will be presented; 4) Through the quantification of performance target and formation of performance spectrum, the performance-based design theory for super high-rise collaborative vibration reduction concrete structures will be established. This research provides a new exploration into the systemic innovation of the precast concrete structures, and will enable a wide application for the collaborative energy dissipation concrete structures to a super high-rise building beyond 100 m.

在建筑产业现代化领域中,框架结构是最适宜采用装配式技术的混凝土结构型式,但其抗侧刚度不足,最大适用高度受到严格限制。项目将装配式超高层混凝土框架+消能减震相结合,建立协同减震结构体系以满足结构抗震性能要求并拓展其适用高度。1)装配式超高层混凝土框架结构基于等层间位移角的能量需求研究,建立定量评估楼层刚度不足的理论方法;2)基于等层间位移角目标,协同发挥位移型、速度型、支撑类等多种减震装置的刚度和阻尼性能,弥补底部、中部、顶部等不同楼层对刚度和阻尼的精确需求,提出多层次减震策略;3)考虑装配式连接节点等非线性状态,建立协同减震体系大震下性能评估方法,研究其最不利失效模式及控制,进行减震策略优化修正;4)均衡协同减震体系的楼层性态目标并构建性态谱,建立基于性能的减震设计理论。项目拟将采用协同减震体系的装配式混凝土框架适用高度提升到>100m的超高层建筑,对装配式混凝土结构的体系创新进行新探索。

项目摘要

发展装配式建筑是实现我国建筑产业现代化的重要途径,鉴于装配式混凝土框架结构抗侧刚度低、适用高度受限、强震下非线性行为研究不足等问题,本项目提出利用消能减震技术有效提升装配式混凝土框架的抗震性能与适用范围。项目通过理论研究、试验研究和数值分析,从设计方法、构件性能、结构行为等方面多角度展开研究。构建了基于多目标减震性能曲线的结构阻尼需求与减震设计目标的简便计算方法。基于Lyapunov方程建立可考虑地震随机激励的减震优化设计方法。提出一种便于施工、抗震性能良好的新型装配式混合节点构造。基于不同装配式节点滞回特性,建立了考虑装配式节点大震下非线性行为的结构分析方法,并提出基于黏滞阻尼的结构协同减震策略。本项目研究成果不仅可为发展装配式混凝土框架协同减震结构体系提供理论依据和技术支持,也可为编制相关规范提供参考。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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