带钢桁架加强层的混合框—筒结构抗震性能分析

发布时间：2019-08-05 11:12

【摘要】：基于自身良好的受力与变形性能，型钢混凝土组合框架-核心筒结构已较多地应用于一些大型标志性高层建筑中。当结构较高时，常常需要在结构中设置水平加强层以控制结构的侧移。而带加强层型钢混凝土组合框架-核心筒结构的主要参数一般都会超出规范的限值。基于以上所述，本文对带钢桁架加强层的型钢混凝土组合框架-核心筒结构的抗震性能进行了研究、并对如何实现其基于性能的抗震设计进行了探讨，主要内容有以下几个方面：本文以设防烈度为8度（0.2g）、层数为45层、高度为175.5m、高宽比为5.85的一栋型钢混凝土组合框架-核心筒结构的工程实例为研究对象，采用ETABS有限元软件，针对加强层的数量和位置不同的多个模型算例进行振型分解反应谱法计算，研究了地震作用下加强层对结构自振特性、刚度、侧移及内力的影响规律。对模型算例进行超限判别，，制定了结构的抗震性能目标。利用ETABS软件和SATWE程序对模型算例进行小震弹性设计，并进行弹性时程分析作为补充计算。利用SATWE程序对本模型算例进行中震弹性或不屈服设计。利用PKPM软件中的PUSH程序对模型算例进行大震静力弹塑性分析。通过对模型算例计算结果的分析研究，结果表明：加强层设置在结构中部高度时对减小自振周期、增强结构刚度、控制结构侧移有较为显著的作用，相对较多的加强层数量能够减小结构的刚度和内力突变。对于超限的带加强层结构宜进行基于性能的抗震设计，并根据相关工程特性确定合适的性能目标。对剪力墙底部加强区及加强层附近楼层应采取相应的构造加强措施，保证结构具有良好的抗震性能。
【图文】：

正在设计建造中的600m以上的高层建筑(如上海中心、深圳平安金融17大厦等)全部采用混合结构；新型结构体系不断涌现，核心筒钢板剪力墙网格结构体系、巨型结构等开始被广泛应用[15]；结构构件有相应的进展土柱、钢管混凝土柱、钢板剪力墙、组合楼板得到不断发展；节点形式杂，刚接、铰接或滑动等节点工作性能开始得到实现[16]。带加强层高层建筑结构带加强层高层建筑结构的概念着建筑高度的增加，高层框架-核心筒结构抗侧力刚度经常不能满足设计利用建筑避难层或设备层来设置结构加强层，如图 1-1所示，加强层主臂和环带两种构件形式。

带钢桁架加强层的混合框—筒结构抗震性能分析

图 1-2 水平伸臂构件图 1-3 水平环带构件1.3.2 带加强层高层建筑结构的工作机理框架-核心筒结构的抵抗弯矩由核心筒的弯矩、外框柱的截面弯矩、外框柱轴向拉压力形成的力偶等三部分组成。无加强层结构的水平荷载主要由核心筒承担，其受力性能类似于悬臂梁，结构顶点位移大约与建筑高度的四次方成正比，核心筒底部弯矩大致与建筑高度的平方成正比。外框柱的截面弯矩与外框柱轴向拉压力形成的力偶相对较小。水平加强层的设置能使外框柱参与整体抗弯，通过变形协调使外框柱产生拉伸
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU973.31

【参考文献】