水平荷载作用下高层建筑层间剪力分布规律研究

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随着经济的发展我国出现了越来越多的高层建筑,框架—剪力墙结构和框架—核心筒结构作为高层建筑的两种主要形式得到了广泛应用。水平荷载(包括风荷载和地震作用)对高层建筑的影响非常大。我国作为一个地震多发的国家,研究高层建筑层间剪力的分布规律对于提高高层建筑的抗震分析和设计水平、保证地震中结构的安全性以及减小地震中人员和财产的损失具有重要意义。本文首先对已有的框架—剪力墙协同工作理论模型进行了改进,并用该模型研究了未破坏情况下结构层间剪力的分布规律,分析理论模型中各个参数对于剪力分布规律的影响,找出决定剪力分布规律的主要因素。基于该模型研究了剪力墙破坏引起的地震作用变化和其对层间剪力分布规律的影响,求出了剪力墙破坏后框架中的地震剪力并与规范中的调整值相比较。然后以一个实际工程为例研究多遇地震情况下和罕遇地震中连梁、剪力墙发生破坏的情况下,框架部分层间剪力的变化情况,并与之前通过解析模型求得的结果进行了对比分析。通过比较分析得出:结构在没有发生破坏的情况下层间剪力的分布规律主要由荷载的分布形式和框架剪力墙的刚度比决定;罕遇地震作用下结构发生破坏,使结构周期变长地震作用减小,但是框架部分承担的地震剪力很可能超过规范中的调整值,现行的调整方法恐不能保证结构的抗倒塌能力。
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本论文采用半解析常微分方程求解器方法,首先将高层建筑框架结构单体(包括巨型框架)简化为刚性地基上等截面Timoshenko梁,进行自由振动分析,其次将框架—剪力墙结构单体简化为刚性
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