型钢混凝土框支框架-混凝土核心筒结构抗震性能分析

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近十几年来,我国高层建筑普遍采用高层混合结构。最开始,钢框架-混凝土核心筒结构应用最为普遍,但该结构中核心筒刚度远远大于外钢框架,使该结构抗震性能不协调,不能合理地分担地震力,在罕遇地震作用下有可能无法起到第二道防线的作用。因此在地震区,特别是高烈度区,较少采用。采用型钢混凝土柱增加了外框架的抗拉、抗弯、抗剪性能,保证了框架能够承担较大的倾覆力矩和剪力,型钢混凝土框架作为框架-核心筒结构第二道防线是一种理想的形式。因此,近年来型钢混凝土框架-混凝土核心筒结构在我国地震区(特别是高烈度区)得到了广泛的应用。高层建筑中,为适应建筑使用功能的要求,在结构中往往要设置转换层。梁式转换层由于其传力直接、明确,便于计算而得到了广泛的应用,近年来由于型钢混凝土转换梁承载力高,刚度好,塑性、耐久性及抗震性能高,在实际工程中逐渐应用开来。两者结合就形成了型钢混凝土框支框架-混凝土核心筒结构。设置转换层后结构竖向刚度均匀性受到破坏,力的传递途径有很大的改变,有必要对结构的抗震性能进行分析。因此,本文在结合前人对型钢混凝土框架-混凝土核心筒结构及转换层结构研究的基础上,建立了三维空间计算模型,采用有限元分析、设计软件ETABS对型钢混凝土框支框架-混凝土核心筒结构的地震反应进行了多方面的计算分析,从中总结转换层设置高度及转换层上、下等效侧向刚度比改变时,其地震作用下结构地震反应的一般规律,地震反应包括对结构自振周期、顶点位移、层间位移角、各层总剪力(弯矩)分布、转换层附近内力分布及框支柱内力分布等几个方面。论文进一步分析了地震区型钢混凝土框支框架-混凝土核心筒结构的动力时程响应,针对其动力反应的特点,探讨了转换层的设置在抗震设计中应注意的问题,总结了相应的有效措施和解决方法,并提出了地震区采用型钢混凝土框支框架-混凝土核心筒结构的设计要点,对于同类高层和超高层建筑在抗震设计中提供了借鉴作用。
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