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本文以被动减震控制结构为研究对象,将其抽象为双重结构分析模型,研究基于位移的抗震设计方法。论文分析了剪切型多自由度弹塑性位移反应,提出了“位移引导”或“位移控制”的概念,给出保持双重结构弹塑性位移模式与弹性位移模式一致性的条件,不仅解决了地震作用下位移需求计算,而且提出减震结构体系能力设计法的概念,使减震结构的抗震设计目标更为明确合理。论文进一步分析了双重结构的抗震设防目标和主、次结构的性能需求,并基于等往复振动能量准则给出了不同地震水平下主、次结构的参数的确定方法。在此基础上,论文最后建立了双重结构基于位移的抗震设计方法。本文的主要研究工作和成果如下:
一、基于能量概念分析了剪切型多自由度体系结构弹塑性位移反应的特征,给出产生变形集中楼层的原因,在大量分析计算的基础上,论文给出了单一结构的弹塑性位移反应难以把握的结论。
二、对剪切型多自由度体系单一结构和双重结构的弹塑性位移模式进行了分析,分别给出了单一结构和双重结构弹塑性位移模式与弹性位移模式一致性的条件,提出“位移引导”或“位移控制”的概念,同时提出体系能力设计的概念,解决了单一结构弹塑性位移反应难以把握的问题。
三、讨论了双重结构在不同设防水准下的性能需求,并基于等往复振动能量准则,建立了双重结构不同地震水平下的弹塑性位移与弹性位移反应的关系,从而可方便的计算不同地震水平下的弹塑性位移需求。
四、在此基础上,建立双重结构基于位移的抗震设计方法,并以一实际算例加以验证,且用时程分析程序进行了对比。结果表明本文建议的双重结构基于位移的抗震设计方法具有性能目标明确,简单易行,结果可靠的优点。