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带地下室高层建筑结构嵌固端的选择及相关问题研究

张朝云  
【摘要】: 高层建筑在进行结构分析计算之前必须首先确定结构嵌固端的所在位置,正确选取其结构嵌固端有重要的意义。本文通过理论研究和算例分析,对地下室顶板作为上部结构嵌固端的条件及相关问题进行了研究,主要工作内容包括以下几个方面: ①建立简化层模型对高层结构动力性能进行初步分析,并通过算例进行有限元分析验证,研究了不同结构形式高层建筑地下室楼层与相邻上部楼层侧向刚度比值的计算方法及合理取值范围; ②对于高层建筑带较大面积地下室而上部塔楼较小的情况,在弹性楼板假定下,通过算例模拟和受力分析,探讨了地下室相对刚度的选取范围以及地下室顶板作为上部结构嵌固端的相关条件; ③针对山地类建筑存在的非周边约束的情况,对地下室顶板是否可以作为上部结构嵌固端的相关问题进行了探讨。 通过本文的研究,得出如下结论: ①对于地下室楼层侧向刚度的计算,我国现行规范规定的剪切刚度和层剪力与层间位移之比两种计算方法。两种方法计算差异较大,在计算地下室楼层与相邻上部结构楼层侧向刚度比时建议采用剪切刚度比。 ②对于钢筋混凝土框架结构和剪力墙结构,当地下室楼层与相邻上部楼层侧向刚度比大于2时,结构各项性能的误差较小,地下室结构能够承受上部结构及其自身的地震作用,可以将地下室顶板作为上部结构的嵌固端。 ③对于带较大面积地下室而上部塔楼面积较小的情况,在计算地下室相对刚度时,只能考虑主体结构及其周围的抗侧力构件的贡献。主体结构周围的范围可以取两个水平方向分别取地下室结构2跨左右。 ④通过增加主体结构外地下室跨数及构件刚度,主体结构范围内地下室抗侧力构件内力减小,对于地下室结构承受上部结构屈服超强以及地下室自身的地震作用能产生明显的效果。 ⑤对于带非周边约束地下室的高层结构,建议地下室顶板可以作为上部结构的嵌固部位,但是应满足相应的计算分析条件和构造措施。


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