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型钢混凝土结构的性能设计方法

唐胜平  
【摘要】:型钢混凝土是指在混凝土中主要配置型钢,并配有一定的纵向受力筋和横向箍筋的结构,是钢与混凝土组合结构的一种主要形式。与钢筋混凝土相比,型钢混凝土结构具有良好的刚度、承载力、延性和抗震性能,以及较短的施工周期;与钢结构相比,其具有良好的耐火、耐腐蚀能力,并且具有良好的经济效益。随着经济的发展和社会的进步,型钢混凝土结构以其优异性越来越广泛的被应用到高层及超高层建筑中。 本文在结合国内外型钢混凝土发展及研究状况的基础上,以北京某超高层写字楼为例,应用SATWE软件分别对型钢混凝土结构及钢筋混凝土结构进行计算分析,重点阐述了结构方案选择的依据。通过对两种方案计算结果中的最大层间位移、层间位移角、周期比、刚度比、剪重比、刚重比、最大基底剪力以及最大倾覆弯矩等一系列的参数进行对比分析,发现在符合规范要求的前提下,型钢混凝土结构具有相对较轻的自重,更加良好的刚度及抗震性能,且底层柱截面尺寸与钢筋混凝土底层柱截面尺寸相比减小了将近25%,大大提高了建筑空间的有效利用,故此得出型钢混凝土结构方案的优越性。 本工程设防烈度为8度,Ⅲ类场地类别,建筑高度为135m,依据《高层建筑混凝土结构技术规程》,需要进行多遇地震下的弹性时程分析及罕遇地震下的弹塑性静力分析,对结构补充验算。 结合安评报告与SATWE软件,选取7条地震波对结构进行多遇地震下的弹性时程分析。分析结果显示,7条地震波作用效应下的平均位移角,平均基底剪力,平均位移等均符合规范的要求,且均小于振型分解反应谱法的计算结果,结构可按振型分解反应谱法的计算结果进行结构结构设计。 静力弹塑性分析方法是对结构大震状态下的检验。本文通过应用PUSH对结构进行罕遇地震下的计算分析,发现结构变形能力谱都能穿过需求谱,结构的抗震性能达到了弹塑性状态下结构的变形要求,且其性能点位置位移角为1/125,符合规范规定的限值。满足大震不倒,从而验证了结构变形的合理性及方案的可行性。


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