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目前,随着对建筑功能要求的多样化,大底盘双塔带转换层结构这种复杂结构在实际工程中的应用越来越多。大底盘双塔带转换层结构是将底部设置为大底盘,裙房与标准层之间采用转换层过度,转换层上部采用两个塔楼作为主体的结构。目前国内学者对混凝土基本构件的非线性研究较多,也较深入,但对整体混凝土结构的非线性研究较少,对大底盘双塔带转换层结构这种复杂混凝土结构的研究资料更不多见,国外研究对此方面的资料也相对较少。
本课题在理论分析的基础上,利用PKPM软件对大底盘双塔带转换层结构进行了系统的计算分析。首先利用地震作用下的反应谱分析方法和弹性时程分析方法,研究了结构在多遇地震作用下的动力反应特性,对一些主要影响因素进行了讨论对比。在此基础上,对本结构进行了弹塑性性能的分析研究;其次通过改变转换层的设置高度修改模型并对各组模型进行地震作用下的弹性、弹塑性分析,找出了转换层的设置高度对结构在地震作用下的静力及动力特性的影响规律。本文主要有如下内容:
一、用EPSA静力弹塑性分析(Push-over)软件对结构在8度、9度的多遇及罕遇地震进行了抗倒塌验算,并得出力一变形曲线,判断整个结构的受力性能和延性好坏。
二、用EPDA分析软件进行结构在罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,对该类工程的结构抗震性能进行合理评估,并通过以上研究工作找出结构的薄弱部位和受力特性,针对这些薄弱部位和受力特性提出抗震设计时的加强措施;
三、对不同地震波、不同场地类别和不同设防烈度的结构进行了分析对比,并针对波的选择,场地类别和设防烈度的影响提出几点看法,供设计人员参考。
四、研究了整体结构在罕遇地震作用下的塑性饺出铰顺序,得出对于此类结构而言朔性饺最先出现的位置并不一定在转换层部位,而位于结构的中部。
五、分析P-△效应对该类高度结构的影响,得出此因素对该类高度结构影响甚微,可忽略不计。
六、通过改变转换层在结构中的设置高度进行计算分析,认为当转换层位置高度越高时,虽然对结构基本自振周期影响不大但地震反应力的突变愈加明显。因此必须采用高位转换时,应控制层剪切刚度比,使转换层上、下的结构变形特征和刚度比较接近,避免在转换层附近产生层间位移角突变。同时应加强框支层以下的抗侧刚度,避免薄弱层出现在框支层。
本课题的研究对同类型建筑结构的设计与施工有一定的指导价值。