带斜撑巨型框架—核心筒的抗倒塌性能研究

发布时间：2020-07-19 14:07

【摘要】：超高层建筑结构体量庞大、体系复杂,受力性能、设计方法与传统高层结构有较大不同,目前相应研究较为有限,并不能适应工程应用的要求。本文主要针对超高层建筑中常用的一种结构形式——带斜撑巨型框架-核心筒结构,以实际工程案例为背景,建立精细有限元分析模型进行研究,主要内容包括:(l)本文收集整理了400m以上带斜撑巨型框架-核心筒结构的项目资料,归纳总结发现,该类结构具有高宽比超限、长周期、外框架承担剪力与倾覆力矩比例高于核心筒等特点。基于此,本文选取带斜撑巨型框架-核心筒典型项目——高银117,建立精细有限元模型对结构进行弹性分析,研究此类结构的受力特点。分析结果表明,该类结构周期较长,超过规范标准反应谱的范围;结构在小震下的受力及变形均大于风荷载,地震作用是该结构的主要控制荷载;巨型支撑的设置使得结构变形曲线呈现“弯曲型”特点;水平地震作用下外框架承担剪力与倾覆力矩的比例均高于核心筒,其中剪力主要由巨型支撑承担,倾覆力矩主要由巨柱的轴向拉压作用抵抗。(2)本文运用PKPM-SAUSAGE软件对结构进行动力弹塑性时程分析,研究结构在多遇地震、设防地震、罕遇地震以及极罕遇地震作用下的抗震性能。结构在不同水准地震作用下变形特征、内力分布、损伤程度及屈服机制各不相同。随着地震动强度的增加,结构主要抗侧力构件将按照“连梁→墙肢→支撑→巨柱”的顺序依次进入屈服。(3)本文通过统计超高层建筑项目中底部区段支撑-框架支撑刚度比λ,把握λ的取值范围,并研究在此范围内λ的变化对结构性能的影响。通过对结构变形、构件内力、损伤屈服等方面的比较,以结构在极罕遇地震作用下变形程度较小,外框架的支撑桁架效应较强为主要目标,建议λ取值0.35;以结构在极罕遇地震作用下,连梁损伤耗能充分,结构竖向构件巨柱及墙肢,尤其是巨柱柱底损伤较小为主要目标,建议λ取值0.40。(4)本文对支撑刚度沿结构高度的分布规律进行研究,提出各区段支撑-框架支撑刚度比λ与区段编号i的两种关系——线性增加、二次曲线增加。通过对结构在弹性阶段及弹塑性阶段性能对比,以结构在极罕遇地震作用下具有合理的屈服机制与较强的耗能能力为主要目标,建议各区段支撑-框架支撑刚度比λ与区段编号i遵从线性增加规律。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU973.1
【图文】：

带斜撑巨型框架—核心筒的抗倒塌性能研究

一高银金融117

地震影响系数曲线,阻尼比,自振周期

图２－３不同阻尼比对应的地震影响系数曲线逡逑

曲线,风荷载,重现期,荷载作用

逡逑结构在地震和风荷载作用下的雇剪力曲线如图２－９所示，可以发现，结构？在５０年重现期以及１００逡逑年重现期风荷载作用下的櫖剪力均小千小震作用下的层剪力，１００年重现期风荷载作用下的基底剪逡逑力为９３．９ＭＮ，邋？翦椝比调整爵小桞作用下的捯ｆｔ剪力＿邋１１７ＭＮ提z゛玻保矗担停巍ｅ义辖峁乖诘卣鸷头绾稍刈饔孟碌牟慵湮灰平乔呷缤迹玻保八荆梢苑⑾郑峁乖冢担澳晖嫫阱义戏锖稍刈饔孟碌牟慵湮灰平敲飨孕∮谛B作用下的层＿位移角Ｐ逡逑综上所述，可以认为地震作用是本工程的主要控制荷载《函此下文主要针对地震作用下的结构逡逑内力及变形进行分析

【参考文献】