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带板式转换高层建筑混凝土结构抗震性能研究

荣维生  
【摘要】:本文研究了转换板设置对高层建筑结构抗震性能的影响,提出了在板式转换结构中,采用转换层上、下结构的层间位移角比米控制转换层附近楼层变形和剪力分配的过分突变。本文主要阐述了以下几个方面的研究工作: 一、研究了转换层上、下结构的等效侧向刚度比大小对转换层附近楼层层间位移角突变、楼层地震剪力分配和传力途径的影响。在此基础上,分析了在板式转换结构中,等效侧向刚度比并不能有效地控制转换层上、下楼层层间位移角的过分突变,进而,提出“转换层上、下结构的层间位移角比”的设计概念。本文提供了在七度抗震设防区,转换板上、下结构等效侧向刚度比、层间位移角比两参数选取的参考值。 二、在分析转换板设置位置对结构动力特性和地震作用效应影响的基础上,指出了随着转换板位置的提高,等效刚度比的限制作用更加有限,同时,结构的抗震性能表现也与梁式转换结构的现有理论存在一定程度的不同。在高位的板式转换结构中,需对转换板上、下结构等效侧向刚度比、层间位移角比采用更严格的限制条件。 三、以转换板为研究对象,讨论了转换板厚度、质量和刚度三参数对整体结构抗震性能的影响,以及转换板自身变形和应力分布的规律。研究表明,转换板厚度、质量和刚度的改变量较小时,其对整体结构的侧向位移和地震剪力影响较小;在七度抗震设防区,水平地震作用对转换板变形和应力的影响较为明显。 四、通过对高层建筑中板式、梁式和箱形梁转换结构抗震性能的对比分析,阐述了三种转换结构的形式对结构自振周期、振型和地震反应的影响,并指出梁式转换结构在某些抗震能力方面并不优于其他两种转换结构。在分析梁式转换结构中楼板有限元模式对整体结构动力特性和地震作用效应的影响基础上,提出应采取弹性楼板假定来分析带转换层的高层建筑结构。 五、本文对板式、梁式转换结构进行了静力弹塑性分析,了解结构的破坏机制、结构延性、以及结构的抗震性能。一般情况下,板式、梁式转换结构多数会出现梁、柱铰混合破坏机制。 六、结合理论分析,对板式转换结构设计提出了抗震计算分析方法和相应的抗震构造 中国建筑科学研究院博士学位论文 措施。 通过以上理论研究表明,在七度抗震设防区,只要将转换层上、卜结构等效侧向刚度 比、层间位移角比限值控制在一定范围内,板式转换结构就具有较好的抗震性能,从而, 论证了七度抗震设防区高层建筑采用板式转换层的可行性。


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