型钢混凝土组合结构桁架加强层结构分析与设计研究

摘要

随着高层建筑的迅猛发展，带加强层框架.核心筒结构体系在实际工程中得到了越来越多的应用。在设置加强层时会遇到各种问题，研究该类结构体系的受力性能和破坏特征对工程设计具有十分重要的意义。本文在总结前人相关研究工作的基础上，结合实际工程，系统的研究了带型钢混凝土桁架加强层框架．核心筒结构的受力性能。本文的主要工作和研究成果如下： 1．介绍了加强层的结构形式和型钢混凝土组合结构的优点和应用，阐述了高层建筑加强层结构体系的研究概况。 2．通过对框架．核心筒结构水平加强层的作用机理及力学分析可知：设置一个型钢混凝土加强层时宜布置在0.6H(总高)附近。 3．加强层采用型钢混凝土桁架伸臂构件，可合理利用上、下层楼面梁分别作上、下弦杆，在楼面适当位置布置斜腹杆和竖杆，使本层楼面的使用功能不受影响。 4．采用PKPM软件中的SATWE模块建立福州某写字楼结构计算模型，对结构各方案的受力性能、周期、位移等进行分析对比；结果表明：结构在不设加强层的方案No．0最大层间位移角和底层剪重比均不满足规范要求；而设置加强层后最大层间位移角和底层剪重比都得到满足。 5．设置加强层可增加结构抗侧刚度，在地震荷载或风荷载作用下，结构侧向位移，最大层间位移角和核心筒底部弯矩都得到明显减小。 6．采用PKPM中的EPDA模块对结构进行弹塑性动力时程分析，得到结构在不同方案下塑性铰出铰顺序和位置，对结构薄弱层的位置做出准确的判断。在地震作用下，设置实腹式加强层时先在框架柱端出现塑性铰，而设置桁架加强层时先在梁端出现塑性铰并呈现“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的延性屈服机制。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2带水平加强层框架-核心筒的工程应用概况及优点

1.2.1工程应用概况

1.2.2带水平加强层的优点

1.3型钢混凝土组合结构的应用与研究

1.3.1型钢混凝土组合结构的优点与应用

1.3.2型钢与混凝土的共同作用

1.4加强层研究现状及存在的问题

1.4.1高层建筑加强层结构体系的研究概况

1.4.2加强层存在的问题

1.5本文研究工作内容

第二章框架-核心筒水平加强层的作用及理论分析

2.1加强层的概念

2.2加强层的结构形式

2.3加强层的作用

2.4加强层作用机理、力学分析

2.4.1作用机理

2.4.2带加强层结构的初步估算

2.5本章小结

第三章型钢混凝土加强层结构优化设计

3.1实际工程结构算例分析

3.1.1模型假定

3.1.2型钢混凝土加强层构件的截面形式和构造要求

3.1.3层侧向刚度计算方法

3.1.4地震作用的确定

3.2设置型钢混凝土加强层最优位置分析

3.3设置水平加强层对周期的影响

3.4本章小结

第四章型钢混凝土加强层结构弹性及弹塑性动力时程分析

4.1结构动力反应

4.1.1结构地震反应

4.1.2结构风荷载反应

4.2加强层设置对侧移的影响

4.2.1地震作用下的影响

4.2.2风荷载作用下的影响

4.3加强层设置对结构内力的影响

4.3.1对结构内力分配的影响

4.3.2对柱内力的影响

4.3.3型钢混凝土加强层桁架杆件内力分析

4.4弹塑性动力时程分析

4.4.1弹塑性动力时程分析方法

4.4.2弹塑性动力时程EPDA分析

4.4.3型钢混凝土桁架加强层动力性能的优点分析

4.5带型钢混凝土桁架加强层结构设计的几点建议

4.6本章小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果