楼板开洞对平面不规则结构抗震性能分析的研究

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如今,人们对建筑物的要求不再仅限于使用功能上,外观上的新颖和艺术上的创新成为了建筑设计的趋势。随着技术上的成熟发展,越来越多的复杂的不规则建筑物得以实现。对于楼板开洞的高层建筑来说,受力构件的应力集中、变形复杂、刚度突变等问题在地震力作用下变得尤为明显。因此,对平面不规则建筑的震害研究是很有必要的。而框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的长处,具有平面布置灵活,能形成较大的共享空间。在抵抗地震力作用时,梁柱等构件能与剪力墙有效配合,具有较高的抗震能力。广泛应用于高层建筑之中。对于框架剪力墙结构来说,结构的不规则与楼板局部的开洞会更加凸显结构刚度的不均匀,在地震作用下,结构的受力机理和破坏过程更为复杂。本论文以U型不规则高层建筑为例,通过在不同大小、不同结构位置的开洞建立八组模型,对不同模型进行对比分析,探究楼板开洞对建筑的抗震影响。首先本论文选用SAP2000有限元分析软件对简化过后的结构建立模型。然后对每个开洞模型进行不同荷载工况下的模态分析,反应谱分析,得出各模型的动力特性和变形数值。最后选用人工波和天然波进行地震模拟。比较不同开洞方式的抗震效果。通过数据的比对分析发现;在平面凸出部位的开洞会对结构产生较大的扭转效应,其周期也明显大于其他平面开洞形式,说明这种开洞方式对结构刚度的削弱较大。在竖向位置上,开洞的位置越低,周期越大,变形也随之变大。表明在楼层高位置开洞对结构的危害较小。而采用隔层开洞的形式后,结构的刚度更加均匀,减少了应力集中,相较于其他开洞形式对结构抗震更加有利。另外,减小的结构开洞率,结构的顶点位移和位移角均相应减小。由此可见,对结构楼板开洞大小应予以限制。
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