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随着高层建筑结构的不断发展,人们对高层建筑结构的安全性与经济性提出更高的要求。新型SRC框架支撑结构是一种较安全且经济的高层建筑结构,将型钢混凝土构件与钢支撑、混凝土构件组合成一体,各自发挥其优越性。本文采用中心支撑而不是屈曲支撑,给高层或超高层建筑提供一种思路,并在满足安全性的条件下最大限度的降低工程成本。 新型SRC框架支撑结构由抗震单元系统和垂直受力单元系统组成。根据两种单元系统在整体结构体系中的作用进行分类,抗震单元系统主要用来抵抗侧向力的作用和自身的重力作用,垂直受力单元系统主要承担负荷面积下的自身荷载和少量的剪力。抗震单元系统与垂直单元系统在刚度上有很大不同,抗震单元系统主要设置在新型SRC框架支撑结构的周边,刚度初步设计时一般假定为垂直单元系统刚度的5倍左右,用来保证抗震单元系统分担的剪力比垂直受力单元系统剪力在3倍以上,文中实例表明这是可以实现的,垂直单元系统的设计根据一般抗震规范中框架梁柱截面尺寸选择。 新型SRC框架支撑结构通过设计与对比,研究其与新型SRC框架结构、框架剪力墙在设防地震烈度下的不同地震响应。本文采用的方法是反应谱分析、时程分析以及静力弹塑性分析,利用大型有限元软件SAP2000进行模拟分析,对比分析其优越性与不足,寻找合理的设计方法与加固措施。 在弹性阶段,垂直受力单元系统起主要作用,但层剪力较小,可以通过构造配筋满足抗震要求,该阶段抗震单元系统的优越性不能发挥作用,其受力大小与垂直单元系统相差不大。通过3个模型的比较可以得出中心支撑能很大程度上降低周期,使得新型SRC框架支撑结构与框架剪力墙相差很少,同时可以约束结构的顶点位移。新型SRC框架支撑结构的位移要大于框架剪力墙,其结果都在规范允许的范围内(根据框架剪力墙的规定);在多遇地震作用下,结构的剪力结果强轴大于弱轴,抗震单元系统的受力远大于垂直受力单元,可以达到三倍以上,对于单一构件,抗震单元的剪力与垂直单元剪力相同或小一些,说明弹性阶段的抗震单元系统单一构件受力与垂直单元系统相同。 在弹塑性阶段,新型SRC框架支撑结构具有很大的能量储备,在多遇地震与设防地震作用下处于弹性阶段,在罕遇地震作用下,结构出现屈服,但其性能点位移远小于规范规定的限值。出铰顺利中梁铰先出现,满足“强柱弱粱”的规定,接着是支撑出现轴向铰,后是抗震单元的型钢柱出现塑性铰,但垂直受力单元系统混凝土柱未出现铰,说明抗震单元能在罕遇地震作用下保护建筑结构免受地震的危害。通过弹塑性分析的结果发现,杆件的长度与杆件的截面都会对铰结果产生影响,按照现行规范设计的新型SRC框架支撑结构具有较好的延性,同时也存在的大量的浪费,在罕遇地震作用时,结构处于轻微损坏状态,在满足性能要求的情况下,可以对结构截面进行修改,也可以考虑增加建筑总高度。 本文共分成六章,前三章主要讲本文构思、新型SRC框架支撑结构的布置、新型SRC框架支撑结构的静力分析;第四章为新型SRC框架支撑结构与新型SRC框架结构、框架剪力墙的对比,第五章为新型SRC框架支撑结构弹塑性分析,第六章则是总结与展望。本文可为复杂高层建筑提供一种新的设计思路。