型钢混凝土框支框架-混凝土核心筒结构抗震性能分析

摘要

近十几年来，我国高层建筑普遍采用高层混合结构。最开始，钢框架-混凝土核心筒结构应用最为普遍，但该结构中核心筒刚度远远大于外钢框架，使该结构抗震性能不协调，不能合理地分担地震力，在罕遇地震作用下有可能无法起到第二道防线的作用。因此在地震区，特别是高烈度区，较少采用。采用型钢混凝土柱增加了外框架的抗拉、抗弯、抗剪性能，保证了框架能够承担较大的倾覆力矩和剪力，型钢混凝土框架作为框架-核心筒结构第二道防线是一种理想的形式。因此，近年来型钢混凝土框架-混凝土核心筒结构在我国地震区(特别是高烈度区)得到了广泛的应用。 高层建筑中，为适应建筑使用功能的要求，在结构中往往要设置转换层。梁式转换层由于其传力直接、明确，便于计算而得到了广泛的应用，近年来由于型钢混凝土转换梁承载力高，刚度好，塑性、耐久性及抗震性能高，在实际工程中逐渐应用开来。两者结合就形成了型钢混凝土框支框架-混凝土核心筒结构。 设置转换层后结构竖向刚度均匀性受到破坏，力的传递途径有很大的改变，有必要对结构的抗震性能进行分析。因此，本文在结合前人对型钢混凝土框架-混凝土核心筒结构及转换层结构研究的基础上，建立了三维空间计算模型，采用有限元分析、设计软件ETABS对型钢混凝土框支框架-混凝土核心筒结构的地震反应进行了多方面的计算分析，从中总结转换层设置高度及转换层上、下等效侧向刚度比改变时，其地震作用下结构地震反应的一般规律，地震反应包括对结构自振周期、顶点位移、层间位移角、各层总剪力(弯矩)分布、转换层附近内力分布及框支柱内力分布等几个方面。论文进一步分析了地震区型钢混凝土框支框架.混凝土核心筒结构的动力时程响应，针对其动力反应的特点，探讨了转换层的设置在抗震设计中应注意的问题，总结了相应的有效措施和解决方法，并提出了地震区采用型钢混凝土框支框架-混凝土核心筒结构的设计要点，对于同类高层和超高层建筑在抗震设计中提供了借鉴作用。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:图表目录

声明

第1章 绪论

1.1引言

1.2高层混合结构

1.2.1高层混合结构概述

1.2.2高层混合结构在国内外的应用状况及发展

1.2.3高层混合结构的研究历史与现状

1.3高层建筑转换层结构

1.3.1转换层结构概述

1.3.2转换层结构的研究历史与现状

1.4研究中存在的问题

1.5本文研究的主要内容

第2章 建筑结构抗震分析方法

2.1分析模型的建立

2.1.1结构模型描述

2.1.2有限元模型

2.2建筑抗震分析方法

2.2.1抗震分析方法概述

2.2.2模态分析

2.2.3反应谱分析

2.2.4时程分析

第3章 型钢混凝土框支框架-混凝土核心筒结构的反应谱分析

3.1转换层设置高度对结构抗震性能的影响

3.1.1对结构自振周期的影响

3.1.2对结构侧移的影响

3.1.3对层地震剪力分配的影响

3.1.4对地震倾覆力矩分配的影响

3.1.5对框支柱内力的影响

3.2转换层上、下结构等效侧向刚度比对结构抗震性能的影响

3.2.1转换层上、下结构等效侧向刚度比及层刚度比

3.2.2对结构自振周期的影响

3.2.3对结构侧移的影响

3.2.4对层地震剪力分配的影响

3.2.5对地震倾覆力矩分配的影响

3.2.6对框支柱内力的影响

3.3 小结

第4章 型钢混凝土框支框架-混凝土核心筒结构的弹性时程分析

4.1输入地震波的选择与调整

4.1.1输入地震波的选择

4.1.2地震动频谱特征

4.1.3地震记录的调整

4.2结构动力时程分析

4.2.1不同转换层设置高度时程分析

4.2.2不同转换层上、下等效侧向刚度比时程分析

4.2.3不同地震波作用下结构的反应

4.3抗震设计中应注意的问题与措施

结论

参考文献

致 谢