高层建筑结构刚度退化与地震作用响应关系的理论分析

摘要

弹塑性分析方法是基于性能抗震设计的重要手段,由于影响该计算结果的因素较多,对分析结果可靠性的合理评判至关重要.从理论角度给出了高层建筑结构在地震作用下刚度退化系数和弹塑性耗能附加阻尼的定量关系,在此基础上推导了结构的内力响应和位移响应随刚度退化而发生变化的计算式,并分析了结构自振周期、初始阻尼比及场地特征周期等参数的影响规律.同时讨论了内力响应与位移响应趋势不一致以及弹塑性分析的基底剪力响应大于相应弹性结果等两类不满足基本规律的特殊问题.最后,通过对一个实际工程进行罕遇地震作用下的弹性与弹塑性时程分析,得到基底剪力和位移的响应,同时运用本文推导的理论计算式进行计算,结果显示,计算结果与有限元分析结果基本吻合.研究成果可为基于性能抗震设计以及弹塑性时程分析的结果评判提供参考.