钢筋混凝土高层建筑局部密柱深梁框架结构抗震研究

摘要

随着人类社会经济的迅速发展和科学技术的不断进步，高层建筑结构形式日趋多样化、复杂化。目前，主要有框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系、框架支撑结构体系、简体结构体系及巨型结构体系等。但是，结构选型至关重要，关系着整个工程的经济性、适用性及安全性。基于钢筋混凝土框架结构抗侧刚度较小，最大适用高度不高的缺点，本文通过在框架结构的局部设置密柱深梁，形成局部密柱深梁框架结构。局部密柱框架结构综合了框架结构与密柱深梁的优点，如同框架-剪力墙结构综合了框架与剪力墙优点一样，在一定建筑高度上可以很好地满足建筑经济、适用、安全的要求并具有良好的抗震性能。对高层建筑来说，水平地震作用对建筑的结构设计至关重要。因此，深入研究局部密柱深梁框架结构抗震性能具有十分重要的意义。
　　从有限元理论出发，本文主要运用通用有限元软件SAP2000建立局部密柱深梁框架结构整体有限元模型，进行了结构模态分析，考查整个结构的自振特性；进行了振型分解反应谱分析，考查了结构在多遇地震作用下的受力变形特点。最后，利用MIDAS程序将地震波转换为绝对加速度反应谱和拟速度反应谱，计算出各地震波的特征周期。根据地震波的选取方法确定了EL centro波，Taft波，兰州-1人工地波三条加速度时程曲线，作为本次时程分析输入的地震波，进行了结构弹性时程分析，考查了结构在多遇地震作用下的抗震性能；并同时建立框架结构、框架-剪力墙结构模型进行对比研究。研究结果表明：钢筋混凝土局部密柱深梁框架结构基本自振周期相对于框架结构大大减小，很大程度上增强了框架结构抗侧、抗扭转刚度；改善了结构的受力与变形；结构在水平地震作用下的侧向变形以剪切变形为主；与框架结构有着相似的动力特性，但具有更好的抗震性能。