带转换层的复杂高层建筑结构弹塑性分析及合理层刚比研究

摘要

带转换层结构属于竖向不规则结构，结构的侧向刚度在转换层上、下层处存在突变，转换层下部相对于转换层上部为薄弱环节。历次地震的震害表明，底部柔软层房屋在大地震中的倒塌非常普遍。因此，有必要对带转换层结构的抗震性能进行研究。　　本文使用通用结构有限元分析软件SAP2000，采用静力非线性方法和振型分解反应谱方法对带转换层结构的抗震性能进行研究。在推导得出能综合考虑抗侧构件弯曲刚度和剪切刚度的转换层上、下层侧向刚度比公式后，分别对带有转换层的框架-剪力墙结构和框架-核心筒结构进行了大量的分析计算，在此基础上得出转换层上、下层刚度比限值的合理范围及转换层设置高度对结构抗震性能的影响。这些工作对于实际工程具有一定的参考价值。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1概述

1.1.1我国高层建筑的发展

1.1.2复杂高层建筑结构

1.1.3超限高层建筑结构

1.2带有转换层的结构

1.2.1问题的提出

1.2.2转换层的分类

1.2.3转换层的建筑功能

1.2.4转换层的结构形式

1.3基于性能的抗震设计

1.3.1性能抗震设计理论的提出

1.3.2静力非线性分析方法

1.3.2带转换层结构的非线性分析

1.4本文的主要工作

第二章静力弹塑性分析方法

2.1概述

2.2 Pushover分析方法的目的

2.3 Pushover分析方法的背景

2.3.1基本假定

2.3.2等效单自由度体系模型

2.3.3分析步骤

2.4 Pushover分析方法的研究现状

2.4.1国外的研究与应用现状

2.4.2国内的研究与应用现状

2.5能力谱方法

2.5.1 ATC-40的能力谱方法

2.5.2 Chopra提出的改进能力谱方法

2.5.3叶燎原采用的能力谱方法

2.5.4各种方法比较评价

2.6 Pushover分析方法的几点说明

第三章在SAP2000中进行Pushover分析

3.1材料的本构关系

3.1.1混凝土的本构关系

3.1.2钢筋的本构关系

3.2非线性单元模型

3.2.1非线性单元

3.2.2非线性弹簧特性

3.3塑性铰长度的选取

3.3.1单轴弯曲构件塑性铰区长度

3.3.2压弯构件塑性校区长度

3.3.3塑性铰区等效长度的取值分析

3.4截面的N-M-ψ关系

3.4.1基本假定

3.4.2三维梁-柱单元N-M-ψ关系的确定

3.5剪力墙的非线性剪切铰

3.6侧向荷载分布模式

3.7目标位移

第四章带转换层结构的静力弹塑性分析

4.1转换层上、下层刚度比公式

4.1.1规范中建议的公式

4.1.2本文中建议的公式

4.1.3公式验证

4.2底层框支剪力墙结构分析

4.2.1引言

4.2.2计算模型

4.2.3计算结果分析

4.3带高位转换层的框支剪力墙结构分析

4.3.1引言

4.3.2计算模型

4.3.3计算结果分析

4.4带转换层的框架-核心筒结构分析

4.4.1转换层在底层的框架-核心筒结构

4.4.2带高位转换层的框架-核心筒结构

第五章结论与展望

5.1全文总结

5.1.1本文主要工作

5.1.2本文主要结论

5.2展望

参考文献

致谢