基于异构平台的复杂高层建筑结构地震失效控制研究

Seismic design is the important content of structural design. The primary factor to realize the seismic fortification goal for non-collapse in rare earthquakes is to play the seismic resistant ability of the structural elements of different levels, establish the ductility system and multi-protection and achieve the expected earthquake damage model. In view of the complex structural system for tall buildings and based on the heterogeneous platform hybrid simulation method, the project will explicit the key factors to the seismic resistant effect of structural systems with simulation of the small scale modeling of key elements and nodes and large scale modeling for the overall structures and accomplishing the hybrid simulation of the nonlinear state from key elements and nodes to the complicated structures of tall buildings. Based on the seismic limit state description of structural damage, energy and system reliability, study the collapse mechanism of the complex structural systems, determine the reasonable failure mode, defined the structural seismic performance, provide the collapse critical state description and master the limit state control index, to ensure the sufficient collapse resistant ability and reasonable failure mechanism for the structural systems under the rare earthquakes. The project will address the failure mechanism analysis and collapse resistant control method for the complex structural system for tall buildings under rare earthquakes and supply the practical analysis method and design control of target of non-collapse seismic design.

抗震设计是高层建筑结构设计的重要内容，如何实现"大震不倒"的抗震设防目标，发挥结构系统中各层次结构构件的抗震能力，建立有利抗震的结构延性体系和多道防线，实现复杂高层建筑结构预期的地震破坏模式，是保证建筑整体抗震安全的首要因素。本项目针对复杂高层建筑结构体系，拟基于异构平台的混合模拟方法，通过对关键构件和关键节点的小尺度建模及整体结构的大尺度模拟，明确局部关键因素对结构体系大震性能的影响，实现高层建筑结构体系从构件到结构体系的混合模拟；基于损伤、能量及体系可靠度的大震极限状态描述，研究复杂高层建筑结构体系的倒塌机制，确定合理的破坏模式，明确结构体系的抗震性能，给出结构破坏的临界状态描述，掌握结构极限状态控制指标，确保结构体系在地震作用下具有足够的抗倒塌能力和合理的地震失效机制。最终提出复杂高层结构体系在大震作用下的破坏机理及抗倒塌控制方法，为结构抗大震设计提供实用的分析方法和设计控制目标。

抗震设计是高层建筑结构设计的重要内容，如何实现“大震不倒”的抗震设防目标，发挥结构系统中各层次结构构件的抗震能力，建立有利抗震的结构延性体系和多道防线，实现复杂高层建筑结构预期的地震破坏模式，是保证建筑整体抗震安全的首要因素。本项目针对复杂高层建筑结构体系，基于异构平台的混合模拟方法，通过对关键构件和关键节点的小尺度建模及整体结构的大尺度模拟，明确了局部关键因素对结构体系大震性能的影响，实现了高层建筑结构体系从构件到结构体系的混合模拟；基于损伤、能量及体系可靠度的大震极限状态描述，研究了复杂高层建筑结构体系的倒塌机制，确定了合理的破坏模式，明确了结构体系的抗震性能，给出了结构破坏的临界状态描述，掌握了结构极限状态控制指标，确保结构体系在地震作用下具有足够的抗倒塌能力和合理的地震失效机制。最终提出了复杂高层结构体系在大震作用下的破坏机理及抗倒塌控制方法，为结构抗大震设计提供实用的分析方法和设计控制目标。