高层建筑结构中,抗侧力体系是结构设计需要考虑的主要因素。随着建筑高度的不断提高,对抗侧力体系的要求也在不断地变化,巨型结构体系是适应高层建筑发展趋势和特点的新型结构体系。巨型结构体系是指在一座建筑中,由几个大型结构单元所组成的主结构与其它结构单元组成的次结构共同工作,从而获得更大稳定性和更高效能的高层建筑结构。巨型框架结构作为一种新型的结构体系,不仅在结构上表现出其独特的优点,而且在空间使用上也比其它结构体系更具优越性。本文采用ANSYS大型有限元程序对巨型框架结构和巨型框架——次框桁架结构进行抗震和隔震分析,总结全文,完成的主要工作和得出的主要结论如下: 1.巨型框架结构是一种新型的结构形式,它在受力方面与普通框架结构不同,这种结构形式有其自身的特点,但力学分析较为复杂。本文采用ANSYS大型有限元程序,建立了某巨型框架结构的有限元计算模型,对其进行了抗震和隔震仿真计算。 2.提出了一种新型的巨型框架——次框桁架结构体系:在巨型框架结构的次框架两柱之间增设型钢斜向支撑,以取代实体剪力墙结构,这种新型结构体系,既具有框架结构布置灵活,使用方便的特点,又具有较大的抗侧移刚度。本文采用ANSYS大型有限元程序,建立了该巨型框架——次框桁架结构有限元计算模型,对其进行了抗震和隔震仿真分析,以判断其可行性。 3.巨型框架——次框桁架结构与未加斜向支撑的巨型结构相比,在主框架的第3、4层次框架中间跨增加型钢斜向支撑后,结构的自振周期明显减小,特别是对结构影响较大的前3阶自振周期降低幅度分别达到80%,60%和50%。在巨型框架结构或巨型框架——次框桁架结构的次框架的层高处与主框架相应竖缝位置设置隔震装置——叠层橡胶垫之后,结构的自振周期明显下降,巨型框架——次框桁架隔震结构的自振周期相对于巨型隔震框架结构分别下降了34%、16%和6%;相对于巨型框架——次框桁架结构的自振周期下降了25%、11%和6%。说明次框架设置斜向支撑和增加叠层橡胶垫后,显著地增大了次结构的抗侧移刚度。 4.将巨型框架结构改为巨型框架——次框桁架结构之后,在输入不同地震波作用下,主框架结构的位移响应基本保持不变,由于增加了次框架结构的刚度,次框架结构的位移响应明显减小,降低幅度最大可达20%,说明在巨型框架结构中的次框架中增加斜向支撑,对限制次结构的水平位移有很大的帮助,它不仅满足了结构抗震的要求,同时还不会由于次框架结构刚度过大,给主框架结构的地震响应造成较大影响。 5.巨型框架结构与巨型框架——次框桁架结构的内力在输入不同地震波作用下也有所不同。无论是剪力还是弯矩,在次结构中设置斜向支撑后,次结构的内力地震响应均有所减少,次结构构件的最大剪力值下降了约50%,弯矩值下降了约30%,这个结果对于选择结构构件截面尺寸有很大的实际意义,这样次结构的截面尺寸可以减小,增加