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型钢混凝土组合结构桁架加强层结构分析与设计研究

谢飞翔  
【摘要】: 随着高层建筑的迅猛发展,带加强层框架-核心筒结构体系在实际工程中得到了越来越多的应用。在设置加强层时会遇到各种问题,研究该类结构体系的受力性能和破坏特征对工程设计具有十分重要的意义。本文在总结前人相关研究工作的基础上,结合实际工程,系统的研究了带型钢混凝土桁架加强层框架-核心筒结构的受力性能。本文的主要工作和研究成果如下: 1.介绍了加强层的结构形式和型钢混凝土组合结构的优点和应用,阐述了高层建筑加强层结构体系的研究概况。 2.通过对框架-核心筒结构水平加强层的作用机理及力学分析可知:设置一个型钢混凝土加强层时宜布置在0.6H(总高)附近。 3.加强层采用型钢混凝土桁架伸臂构件,可合理利用上、下层楼面梁分别作上、下弦杆,在楼面适当位置布置斜腹杆和竖杆,使本层楼面的使用功能不受影响。 4.采用PKPM软件中的SATWE模块建立福州某写字楼结构计算模型,对结构各方案的受力性能、周期、位移等进行分析对比;结果表明:结构在不设加强层的方案No.0最大层间位移角和底层剪重比均不满足规范要求;而设置加强层后最大层间位移角和底层剪重比都得到满足。 5.设置加强层可增加结构抗侧刚度,在地震荷载或风荷载作用下,结构侧向位移,最大层间位移角和核心筒底部弯矩都得到明显减小。 6.采用PKPM中的EPDA模块对结构进行弹塑性动力时程分析,得到结构在不同方案下塑性铰出铰顺序和位置,对结构薄弱层的位置做出准确的判断。在地震作用下,设置实腹式加强层时先在框架柱端出现塑性铰,而设置桁架加强层时先在梁端出现塑性铰并呈现“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的延性屈服机制。


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