高位转换框支剪力墙高层建筑抗震性能研究

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近年来高层建筑发展迅速,由于建筑功能的需要,框支剪力墙结构的高层建筑发展迅速,下部布置刚度小的框架柱以获得大空间作为商场、餐馆、文化娱乐设施,上部布置刚度大的剪力墙形成小空间作为住宅、旅馆或办公用房。为了实现这种结构布置,就必须在结构转换的楼层设置转换层。在地震区,许多框支剪力墙结构的转换层位置较高,一般在3~6层,有的位于7~10层,甚至更高。带转换层的框支剪力墙高层建筑结构属于复杂结构,结构上刚下柔,且许多这类结构高层建筑的转换层设置位置超过了规范限制,对抗震尤为不利,结构的整体抗震性能和局部传力情况难以依靠现有计算方法精确确定。本文通过振动台试验和SAP2000有限元分析研究了高位转换框支剪力墙高层建筑的抗震性能。 本文根据相似理论,通过分析比较设计了与深圳国际市长大厦这一高位转换框支剪力墙高层建筑相似的1:25的微粒混凝土混合相似模型,尽量保持模型与原型结构在受力特点上的相似性。选定三条地震波,对该模型进行了51种工况下的模拟地震振动台试验,测定了模型结构的加速度、位移反应、重点部位的应变,观察了裂缝出现和发展情况。通过模态分析研究了结构在不同强度的地震作用前后的动力特性,根据各阶段结构的动力特性和动力反应,分析判断结构和构件的抗震性能。本文在振动台试验的基础上,对模型结构进行了有限元分析,计算了模型结构的周期和地震作用下的加速度、位移、和扭转等地震反应,将试验结果和有限元分析结果对比,验证了试验和有限元程序的准确性和可靠性,在对比的基础上,对模型结构进行了进一步的有限元分析,着重研究了转换层上下相邻层的地震反应和结构构件的受力情况。 本文结合模拟地震振动台试验和SAP2000有限元分析,综合评价了高位转换框支剪力墙高层建筑的抗震性能,找出了结构的薄弱部位,得出若干结论,为深圳国际市长大厦结构抗震设计提供了科学依据,对类似的高位转换结构的抗震设计也具有一定的参考意义。
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