高层建筑结构中极短柱抗震性能研究

发布时间：2017-09-15 08:45

  本文关键词：高层建筑结构中极短柱抗震性能研究

  更多相关文章： 极短柱 抗震性能 静力弹塑性 动力弹塑性

【摘要】：在多高层结构中,由于建筑层高、梁高、荷载等因素的影响,往往会出现剪跨比不大于2但不小于1.5的短柱或剪跨比小于1.5的极短柱,在地震作用下容易出现剪切破坏。历次地震事故调查都出现了短柱或极短柱遭到破坏的案例,如何提高短柱和极短柱的抗震性能,往往是提高整个结构抗震性能的关键,现有规范中给出了一些具体的抗震措施,但是对于极短柱,规范中要求轴压比限值应专门研究并采取特殊构造措施,在一般多层结构中,在设计时候可以尽量避免采用极短柱,但对于高层尤其是超高层中,极短柱难以避免,极短柱的设计成为关键问题,因此开展对高层建筑结构中极短柱抗震性能的研究和分析,显得尤为重要。本文依托某办公楼工程实例,塔楼楼高34层,总高度142.3米,采用框架-核心筒结构形式,其中塔楼下部四层部分为商业、第5层和20层为避难层,裙楼楼高4层,地下室2层,属B级超限结构,结构的主要抗侧力构件为核心筒剪力墙,对该工程存在的极短柱进行比较研究。文中的极短柱构造共考虑了三种情况,依次为普通钢筋混凝土极短柱、钢管混凝土极短柱和型钢混凝土极短柱,三种情况的代换采用等轴压比进行设计,采用PKPM—SATWE软件、PUSHEPDA及MIDAS-Building等常用软件对采用不同极短柱结构在小震、中震及大震作用下的整体抗震性能指标以及极短柱的受力性能进行基于性能化设计的比较,主要内容如下:1)对采用普通混凝土极短柱的工程实例进行设计,分析在不同水准地震作用下结构整体的抗震性能与极短柱的受力性能,结果表明在该工程条件下,采用普通钢筋混凝土极短柱能够满足抗震性能设计要求,无需采用特殊构造措施;2)分别对采用不同类型极短柱的结构进行静力弹塑性分析和动力弹塑性分析,对比其在罕遇地震下的抗震性能,并进行多遇地震与罕遇地震下的抗倒塌验算,研究极短柱的破坏形式、最大应力分布,寻找到结构的薄弱部位,分析结果表明,采用钢管混凝土柱来改善结构的抗震性能较好;3)分析本文研究结论,结合工程实例,提出关于带极短柱的高层建筑结构设计满足规范和抗震要求相应的技术措施,进一步探讨该研究的不足之处并指出今后有待继续研究的方向。本文的研究结果可为类似工程的应用及结构选型提供参考。
【关键词】：极短柱 抗震性能 静力弹塑性 动力弹塑性
【学位授予单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU973.31
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 第一章 绪论15-21
• 1.1 研究背景及意义15-17
• 1.2 国内外研究概况及现阶段结构设计17-20
• 1.2.1 国外关于钢筋混凝土极短柱的研究现状17-18
• 1.2.2 国内关于钢筋混凝土极短柱的研究现状18-20
• 1.3 本文主要工作20
• 1.4 本章小结20-21
• 第二章 高层建筑结构抗震分析方法21-30
• 2.1 常用的抗震分析方法21-25
• 2.1.1 底部剪力法21-22
• 2.1.2 振型分解反应谱法22-25
• 2.1.3 时程分析法25
• 2.2 结构抗震设计方法25-29
• 2.2.1 结构抗震性能设计基本思想25-28
• 2.2.2 结构抗震性能设计方法28-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第三章 工程实例设计概况30-45
• 3.1 工程概况30
• 3.2 设计规范及分析软件30-31
• 3.2.1 设计规范30-31
• 3.2.2 分析软件31
• 3.3 设计条件31-34
• 3.3.1 设计基准期及结构设计使用年限31
• 3.3.2 自然条件31
• 3.3.3 荷载取值31-33
• 3.3.4 工程场地安全性评价33
• 3.3.5 场地稳定性评价33
• 3.3.6 基础类型33-34
• 3.4 结构布置、选型和材料34-35
• 3.4.1 防震缝的设置34
• 3.4.2 楼盖体系34
• 3.4.3 材料强度34-35
• 3.5 结构设计基本信息35-44
• 3.5.1 超限情况35-36
• 3.5.2 性能化设计指标36
• 3.5.3 计算模型36-37
• 3.5.4 计算结果37-39
• 3.5.5 极短柱的判别39-44
• 3.6 本章小结44-45
• 第四章 极短柱在高层建筑中的抗震分析45-76
• 4.1 小震、中震、大震作用下各类型柱受力性能比较45-60
• 4.1.1 小震作用下不同柱对结构的受力性能影响47-51
• 4.1.2 中震作用下不同柱对结构的受力性能影响51-55
• 4.1.3 大震作用下不同柱对结构的受力性能影响55-60
• 4.2 静力弹塑性推覆（PUSHOVER）分析60-69
• 4.2.1 分析软件和原理60
• 4.2.2 结构弹塑性静力推覆结果分析60-69
• 4.3 动力弹塑性分析69-75
• 4.3.1 地震波的选择和调整69
• 4.3.2 EPDA步骤69-70
• 4.3.3 时程波曲线70-72
• 4.3.4 罕遇地震下结构变形分析72-75
• 4.4 本章小结75-76
• 第五章 结论与展望76-78
• 5.1 结论76-77
• 5.2 展望77-78
• 参考文献78-81
• 致谢81-82
• 作者简介及读研期间主要科研成果82

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本文编号：855508