论文部分内容阅读
随着人们对高层建筑功能多样化和建筑立面变化要求,越来越多的高层钢结构建筑需要使用结构转换。斜柱转换是一种新型的转换形式,在高层混凝土结构中已有初步应用和研究,取得了良好的结构性能和明显的经济效益。本文借鉴高层混凝土结构中的斜柱转换形式,将其应用于高层钢结构中,解决现有钢结构中转换形式单一、建筑空间利用率低、施工复杂等问题。在前人研究分析的基础上,进一步研究带斜柱转换高层钢结构的抗震性能,为工程应用提供设计依据。本文采用有限元软件ETABS作为计算手段,建立了4个斜柱层数不同的高层钢结构模型,对其进行了以下几方面的研究: 1)对考虑多遇水平地震作用参与组合下斜柱影响区域范围内楼层的梁、板、柱受力特点进行分析,总结其内力传递规律,并分析斜柱对其他构件的影响。 2)对不同斜柱层数的高层钢结构模型进行基本动力特性分析和多遇水平地震下的振型分解反应谱分析,研究其弹性抗震性能。 3)对不同斜柱层数的高层钢结构模型进行罕遇地震作用下的静力弹塑性分析,研究其塑性铰的出铰顺序、分布和性能点情况,以及结构延性和耗能能力。 通过研究主要得到以下结论: 1)斜柱层数越多、斜柱倾角越小,斜柱影响区域范围楼层梁、板、柱主要受力越小,同时结构整体抗震性能也越好。 2)斜柱转换层上端楼层钢梁存在明显的轴压力,需按压弯构件验算其稳定性;斜柱转换层下端楼层楼板平面内存在较大的水平拉力,应采取措施解决楼板抗拉问题;同时应注意斜柱转换层影响范围内楼层抗剪件的设计,保证楼板与钢梁共同工作。 3)薄弱层出现在斜柱转换层上部楼层,应采取措施对该部位柱子、支撑进行加强。通过研究表明,经过合理的设计,斜柱转换应用于高层钢结构中能够取得良好的抗震性能,具有实际应用价值。