【摘 要】
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目前在我国多高层建筑中,框架结构是最常用的建筑结构形式之一,对框架结构的设计一直以来仅考虑纯框架结构构件设计,却对楼梯、填充墙等非结构构件的考虑不多。然而在许多地震灾
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目前在我国多高层建筑中,框架结构是最常用的建筑结构形式之一,对框架结构的设计一直以来仅考虑纯框架结构构件设计,却对楼梯、填充墙等非结构构件的考虑不多。然而在许多地震灾害中,有些建筑的整体结构相对完好,而楼梯损坏比较严重,这些实例告诫人们须重新认识楼梯和结构主体间的关系。
楼梯的存在改变了整个结构的刚度分布,使得与楼梯相连的主要结构构件的内力分布在地震作用下发生了明显的变化,而且对整体结构安全性有着显著的影响。为了具体分析楼梯在抗震设计中对框架整体的影响及考虑整体分析时楼梯构件的工作性能,本文主要研究了在地震作用下不同规模、不同布置形式的楼梯对框架结构的抗震性能及楼梯自身受力性能的影响。为此本文以一栋假想的框架结构为实例,利用结构常用分析与设计软件SAP2000 V15.1.1建立了10个模型进行对比分析:其中5开间框架结构模型5个,9开间框架结构模型5个。通过对上述模型进行的模态分析、反应谱分析,对比了振型参与质量系数、周期、位移、层间位移角、基底剪力等参数,从而为框架结构及楼梯构件的设计提供依据和建议。
通过上述分析,本文进行了如下几项工作:
1、利用有限元软件SAP2000分别建立十个有、无楼梯的实体框架结构模型,即(KJ5-1、A5-1、KJ5-3、A5-3、B5-3、KJ9-1、A9-1、KJ9-3、A9-3、B9-3),根据楼梯在结构的不同平面布置,通过SAP2000模态分析求出各种模型下框架结构的振型、自振周期、位移、基底剪力,得出楼梯参与整体计算时对结构总体刚度的影响。
2、对框架结构(K J5-3、A5-3、B5-3)地震模拟采用SAP2000结构反应谱分析,提取各相关构件的内力进行对比分析,得出楼梯对框架结构在水平地震作用下整体工作性能的影响。
3、重点研究了五开间三跨模型楼梯对框架结构楼梯间框架梁、柱在水平地震作用下的受力状态,分析总结出楼梯参与结构整体分析时对框架结构中各构件受力的影响,并提出抗震设计建议。
4、通过对比SAP2000带楼梯模型(A5-3)和常规模型(KJ5-3)楼梯周边框架构件的内力分布变化,得出楼梯对楼梯间相邻的框架构件在水平地震作用下的内力影响。
5、在原有理论的基础上针对中跨楼梯结构模型(B5-3)分析了梯段板在水平地震作用下的内力及破坏形态。
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