高烈度地区多层错层设计的结构分析

摘要

错层结构属内部竖向空间有变化的建筑，为平、立面不规则的结构类型。大量的震害、模型试验和工程实例分析表明：钢筋混凝土结构总是从相对薄弱的楼层和部位率先屈服，形成弹塑性变形集中的楼层。因此，抗震规范规定，建筑设计不应采用严重不规则的设计方案，且对于高烈度抗震设防地区特别9度区更不宜修建不规则结构的建筑。然而，随着人们日益增长的对错层结构建筑的需要，在9度抗震设防地区亦开始修建此类建筑。为此，本文就以一单元式错层住宅为研究对象，并采用一定的结构概念设计理念，进行了结构方案布置，通过中国建筑科学研究院多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE墙元模型进行结构的计算分析，又采用了中国建筑科学研究院高层建筑技术开发部的多层建筑结构空间分析程序TBSA对该建筑住宅进行结构分析对比。并在此基础上，将这一错层建筑方案略作调整使其成为普通的平层住宅，通过SATWE模型进行结构计算，并将其计算结果与错层结果进行对比分析。通过以上计算及结果对比表明：多层错层建筑属竖向不规则结构，抗震性能差，但在建筑方案布置时，采用平面规则的错层抗震墙结构，结合建筑功能，在平面布置上采取一定措施以减少扭转影响，并充分注意概念设计，使得在9度地区修建错层结构建筑是完全可行的。通过本文的研究，进一步明确了各个结构分析软件的多个计算参数的取用情况。更加重视概念设计在抗震设计中的重要作用，这些概念设计的运用使结构布置更加合理，使计算结果更能满足规范要求。通过本文的研究，使人们对错层结构在高烈度区设计、修建具有更加现实的指导意义。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1引言

1.2国内外对不规则结构的规定及结构分析要求

1.2.1不规则结构的规定

1.2.2不规则结构的结构分析要求

1.3结构地震反应分析方法简介

1.3.1底部剪力法

1.3.2振型分解反应谱法

1.3.3时程分析法

1.4研究现状及本文采用的方法和主要研究的内容

1.4.1研究现状

1.4.2本文采用的方法和重要研究内容

第2章分析软件原理简介

2.1 SATWE及TBSA计算软件概述

2.2 SATWE的静力分析模型

2.1.1 SATWE的静力分析模型的简化

2.2.2 SATWE的单元库

2.2.3墙元的转换矩阵

2.2.4结构的总刚度矩阵及结构整体平衡方程的求解

2.2.5结构的地震振动分析

2.3 TBSA分析软件

2.3.1结构计算模型

2.3.2结构地震分析

2.3.3结构位移求解

第3章计算方案及部分计算参数的选取

3.1建筑方案及结构布置

3.2基础数据及部分计算参数的选取

3.2.1荷载数据

3.2.2部分计算参数的选取

第4章计算结果及分析

4.1方案一的SATWE计算结果及分析

4.1.1总信息取值

4.1.2各层的质量、质心坐标信息

4.1.3各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息

4.1.4结构整体稳定验算结果

4.1.5周期、地震力与振型输出文件

4.1.6 SATWE位移输出文件

4.1.7剪力墙轴压比图(仅1、2、3层)

4.2方案一的TBSA与SATWE计算结果的比较及分析

4.2.1 TBSA结构计算总信息

4.2.2楼层刚度比结果

4.2.3两者计算的周期比较

4.2.4两种计算地震力结果及剪重比的比较

4.2.5楼层最大位移比较

4.3方案一与方案二的PKPM计算结果比较及分析

结论

致谢

参考文献

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