竖向收进高层框架结构抗震性能研究

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竖向收进结构是一种常见的高层竖向不规则情况,其主要表现形式为结构上部的收进和带裙房的结构在裙房顶部的收进。竖向收进结构因其竖向抗侧力构件的不连续,导致结构在收进处抗侧刚度发生突变,虽然并不如框支结构下部刚度软弱造成的危害那么严重,但对结构的抗震性能还是有不利影响。本文主要为了研究《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)中第10.6条中新增条款对竖向收进高层框架结构的抗震性能的改善情况,以及竖向收进框架结构影响其抗震性能的主要因素。为此,本文建立了两组模型:第一组为按《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)进行设计计算的竖向收进框架结构,其包含2个算例;第二组为按《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)进行设计计算的竖向收进框架结构,其包含24个算例。通过第一组与第二组算例的对比,探讨新规范对结构抗震性能的改善情况;第二组按所考虑的因素对结构进行调整并进行对比,达到确定各因素的影响情况。本文主要进行了一下几方面的工作:1、利用中国建筑科学研究院研制的结构设计分析软件PKPM,建立结构的分析模型,得到各楼层梁纵筋的配筋量,以及自振周期、弹性层间位移与柱轴压比等因素。2、利用CRSC软件确定柱的纵筋配筋量,然后应用RCM软件计算柱的N-M曲线,并用Origin软件进行拟合;利用RCM软件计算梁端的屈服弯矩。3、采用弹塑性动力时程分析方法,利用平面结构弹塑性地震响应分析软件NDAS2D,分析算例在实际地震波作用下的地震时程反应,得到结构弹塑性层间位移、柱剪力与梁柱塑性铰等。4、通过对四个算例弹塑性计算结果的分析得到按新规范进行设计能改善竖向收进框架结构的抗震性能的结论;通过对一系列算例弹塑性计算结果的对比确定了影响竖向收进框架结构抗震性能的主要因素。5、通过计算结构可以得出:塔楼的收进跨数、裙房层高、塔楼跨数都是影响竖向收进框架结构抗震性能的主要因素;采用将收进上下楼层的竖向构件抗震等级提高一级的做法,只适用于收进程度较小的情况,当收进程度较大时,应采用弹塑性动力时程分析的方法进行检验。
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