刚度比的调整对高烈度区SRC框架—RC筒体结构抗震性能影响的分析

论文摘要

由于型钢混凝土框架—钢筋混凝土筒体混合结构具有良好的抗震能力,这种结构特别适合用于地震区,尤其在设防烈度8度以上地区的高层及超高层,更具有优越性。根据以往的试验研究和震害表明,由型钢混凝土框架和钢筋混凝土剪力墙两种结构组合而成的结构,由于外框架和剪力墙的刚度相差比较大,在达到规范限定的变形时,局部钢筋混凝土抗震墙已经开裂,而此时外框架还处于弹性阶段。在高烈度地区,由于地震作用效应显著增加,对结构的抗震要求更高。因此,结构合理的刚度比、变形协调性以及高层位移限值等设计控制指标对结构整体变形有着较大程度的影响。本文对因设计参数影响结构变形和内力变化的规律进行研究。本文以地震高烈度地区某型钢混凝土框架—钢筋混凝土筒体结构为背景,采用SATWE建立模型进行有限元分析,研究结构的变形和内力变化情况。通过柱刚度等效代换,改变平面内刚度,把SRC框架等效为RC框架,讨论两种结构各自的结构变形和内力变化。最后,通过改变竖向刚度,即改变裙楼的竖向布置,研究设计参数的变化情况对结构内力分配和变形产生的影响。分析结果表明,无论外围框架是型钢混凝土还是钢筋混凝土,改变结构的平面刚度和竖向刚度,对结构内力分配和变形都有影响。在多遇地震作用下,SRC框架—RC筒体结构的层平均位移大于RC框架—RC筒体结构的层平均位移;在第一振型下,前者的振动周期要比后者的略大;两种结构的层平均位移分布、楼层剪力分布是近似的,但是前者的最大层间位移角均小于后者的。改变SRC框架—RC筒体结构的竖向刚度,即总高度不变的情况下,改变转换层的位置,即随着转换层位置的上移,突变的层间位移角也随之上移动,但是层间位移角限值能够满足规范要求,裙楼的楼层剪力分布、楼层位移分布在转换层附近并没有发生突变。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 型钢混凝土结构的基本概念
• 1.3 型钢混凝土结构的特点
• 1.4 型钢混凝土混合结构体系的基本类型
• 1.4.1 型钢混凝土混合体系的基本概念
• 1.4.2 混合结构的主要基本类型
• 1.5 本文的研究内容以及意义
• 1.5.1 研究意义
• 1.5.2 研究内容
• 2 型钢混凝土结构国内外研究现状综述
• 2.1 型钢混凝土在国外的研究现状
• 2.1.1 型钢混凝土在日本的研究现状
• 2.1.2 型钢混凝土在欧美的研究现状
• 2.1.3 型钢混凝土在我国的研究现状
• 2.2 SRC结构的理论及试验研究
• 2.2.1 日本的理论及试验研究
• 2.2.2 欧美的理论及试验研究
• 2.2.3 前苏联的理论及试验研究
• 2.2.4 我国的型钢混凝土抗震性能研究
• 2.3 型钢混凝土混合结构研究现状
• 3 SATWE有限元分析方法的基本理论
• 3.1 概述
• 3.2 结构分析模型化的简化
• 3.2.1 柱、梁及支撑
• 3.2.2 壳元、墙元模型
• 3.2.3 楼板
• 3.3 SATWE的单元库
• 3.3.1 空间杆单元
• 3.3.2 墙元
• 3.4 结构的抗震分析
• 3.4.1 概述
• 3.4.2 结构的动力分析模型
• 3.5 弹性动力时程分析相关参数输入
• 3.5.1 输入地震波的选择
• 3.5.2 实际地震记录的调整
• 4 SRC框架-RC筒体混合结构的SATWE分析
• 4.1 SRC框架-RC剪力墙结构计算模型的建立
• 4.1.1 建模及参数设定
• 4.1.2 总信息
• 4.1.3 地震信息
• 4.1.4 荷载组合信息
• 4.2 结构弹性时程分析
• 4.3 结构自振特性分析结果
• 4.3.1 振型
• 4.3.2 最大楼层反应力曲线
• 4.3.3 最大楼层剪力
• 4.3.4 位移比
• 4.3.5 振型投影
• 4.3.6 各个工况下最大楼层位移曲线
• 4.3.7 最大楼层剪力
• 4.3.8 周期比
• 4.3.9 刚重比
• 5 SRC（RC）框架-RC筒体混合结构计算分析
• 5.1 计算方案一
• 5.1.1 计算模型1分析结果
• 5.1.2 计算模型2分析结果
• 5.1.3 计算模型3分析结果
• 5.1.4 计算模型4分析结果
• 5.1.5 计算模型5分析结果
• 5.1.6 计算模型6分析结果
• 5.1.7 计算模型7分析结果
• 5.1.8 计算模型8分析结果
• 5.2 八模型计算结果对比分析
• 5.2.1 刚度比的比较
• 5.2.2 振动周期的比较
• 5.2.3 层位移的比较
• 5.2.4 刚重比的比较
• 5.2.5 楼层剪力的比较
• 5.3 计算方案二
• 5.3.1 转换层位置的变化对结构自振周期的影响
• 5.3.2 转换层位置的变化对结构Y方向层间位移角的影响
• 5.3.3 转换层位置的变化对结构Y方向楼层位移的影响
• 5.3.4 裙楼层数的变化对结构X方向楼层位移的影响
• 5.3.5 裙楼层数的变化对结构X方向楼层剪力的影响
• 本章小结
• 6 结论与展望
• 本文的结论
• 本文尚需进一步研究的问题
• 致谢
• 参考文献
• 附录