不同斜交节点连接方式对高层建筑斜交网格结构抗震性能的影响分析

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国内外对高层建筑斜交网格结构的研究大多建立在斜交节点为刚性连接的理想条件下,但在施工过程中,斜交节点由斜交角度和构件截面形式造成的繁杂施工容易造成斜交节点处的缺陷。实际工程通常采用不同斜交节点连接方式来解决施工困难的问题,从而研究不同斜交节点连接方式对高层建筑斜交网格结构的性能响应至关重要。斜交节点起着将斜柱、环梁连接为整体的重要作用,故本文着重系统性地研究不同斜交节点连接方式对高层建筑斜交网格结构整体性能的影响。本文以斜交节点连接方式为主要研究对象,进行了如下几方面的研究:1、采用有限元软件SAP2000对斜交节点采用刚接、铰接等四种不同斜交节点连接方式进行对比分析,通过对结构模型施加竖向荷载和侧向倒三角荷载,环梁铰接对结构的竖向变形和侧向变形影响甚小,斜柱铰接对结构的竖向变形和侧向变形影响较大,初步得出主环梁结构层属于高层建筑斜交网格结构刚度变化较大的楼层;结构板对不同斜交节点连接方式下的结构变形具有较大约束作用。2、采用有限元软件SAP2000建立平面形式为四边形、六边形、十二边形,立面形式为全环梁、无主环梁、斜环梁的高层建筑斜交网格结构模型进行对比分析,得到在相同的条件下,平面形式越接近圆形,抗侧刚度有增大的趋势,立面形式为全环梁时,结构抗侧刚度较大,斜环梁时,结构抗侧刚度较小;平面形式为四边形和立面形式为斜环梁时,斜交节点铰接对高层建筑斜交网格结构整体较多楼层的刚度影响较大。3、采用有限元软件SAP2000对不同斜交节点连接方式的高层建筑斜交网格结构进行地震反应谱分析和Pushover工况分析,对比斜交节点为刚接、环梁铰接、斜柱铰接、全铰接四种情况下结构的分析结果,从结构整体侧向位移、结构层间位移、结构层间剪力、塑性铰出现情况等方面做对比分析,得到无论斜交节点刚接还是铰接,斜交外筒都承担了较多的地震剪力,这能提高结构整体的安全储备,且在推覆作用下,高层建筑斜交网格结构均发生了脆性破坏;总而言之,在结构强度、结构刚度等方面,不同斜交节点连接方式下的高层建筑斜交网格结构都可以满足结构抗震要求,但在斜交节点刚接时,该结构具有更好的结构抗震性能。
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