發(fā)布時間：2017-09-15 08:45

  本文關鍵詞：高層建筑結構中極短柱抗震性能研究

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【摘要】：在多高層結構中,由于建筑層高、梁高、荷載等因素的影響,往往會出現(xiàn)剪跨比不大于2但不小于1.5的短柱或剪跨比小于1.5的極短柱,在地震作用下容易出現(xiàn)剪切破壞。歷次地震事故調查都出現(xiàn)了短柱或極短柱遭到破壞的案例,如何提高短柱和極短柱的抗震性能,往往是提高整個結構抗震性能的關鍵,現(xiàn)有規(guī)范中給出了一些具體的抗震措施,但是對于極短柱,規(guī)范中要求軸壓比限值應專門研究并采取特殊構造措施,在一般多層結構中,在設計時候可以盡量避免采用極短柱,但對于高層尤其是超高層中,極短柱難以避免,極短柱的設計成為關鍵問題,因此開展對高層建筑結構中極短柱抗震性能的研究和分析,顯得尤為重要。本文依托某辦公樓工程實例,塔樓樓高34層,總高度142.3米,采用框架-核心筒結構形式,其中塔樓下部四層部分為商業(yè)、第5層和20層為避難層,裙樓樓高4層,地下室2層,屬B級超限結構,結構的主要抗側力構件為核心筒剪力墻,對該工程存在的極短柱進行比較研究。文中的極短柱構造共考慮了三種情況,依次為普通鋼筋混凝土極短柱、鋼管混凝土極短柱和型鋼混凝土極短柱,三種情況的代換采用等軸壓比進行設計,采用PKPM—SATWE軟件、PUSHEPDA及MIDAS-Building等常用軟件對采用不同極短柱結構在小震、中震及大震作用下的整體抗震性能指標以及極短柱的受力性能進行基于性能化設計的比較,主要內容如下:1)對采用普通混凝土極短柱的工程實例進行設計,分析在不同水準地震作用下結構整體的抗震性能與極短柱的受力性能,結果表明在該工程條件下,采用普通鋼筋混凝土極短柱能夠滿足抗震性能設計要求,無需采用特殊構造措施;2)分別對采用不同類型極短柱的結構進行靜力彈塑性分析和動力彈塑性分析,對比其在罕遇地震下的抗震性能,并進行多遇地震與罕遇地震下的抗倒塌驗算,研究極短柱的破壞形式、最大應力分布,尋找到結構的薄弱部位,分析結果表明,采用鋼管混凝土柱來改善結構的抗震性能較好;3)分析本文研究結論,結合工程實例,提出關于帶極短柱的高層建筑結構設計滿足規(guī)范和抗震要求相應的技術措施,進一步探討該研究的不足之處并指出今后有待繼續(xù)研究的方向。本文的研究結果可為類似工程的應用及結構選型提供參考。
【關鍵詞】：極短柱 抗震性能 靜力彈塑性 動力彈塑性
【學位授予單位】：安徽建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU973.31
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 研究背景及意義15-17
• 1.2 國內外研究概況及現(xiàn)階段結構設計17-20
• 1.2.1 國外關于鋼筋混凝土極短柱的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.2 國內關于鋼筋混凝土極短柱的研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3 本文主要工作20
• 1.4 本章小結20-21
• 第二章 高層建筑結構抗震分析方法21-30
• 2.1 常用的抗震分析方法21-25
• 2.1.1 底部剪力法21-22
• 2.1.2 振型分解反應譜法22-25
• 2.1.3 時程分析法25
• 2.2 結構抗震設計方法25-29
• 2.2.1 結構抗震性能設計基本思想25-28
• 2.2.2 結構抗震性能設計方法28-29
• 2.3 本章小結29-30
• 第三章 工程實例設計概況30-45
• 3.1 工程概況30
• 3.2 設計規(guī)范及分析軟件30-31
• 3.2.1 設計規(guī)范30-31
• 3.2.2 分析軟件31
• 3.3 設計條件31-34
• 3.3.1 設計基準期及結構設計使用年限31
• 3.3.2 自然條件31
• 3.3.3 荷載取值31-33
• 3.3.4 工程場地安全性評價33
• 3.3.5 場地穩(wěn)定性評價33
• 3.3.6 基礎類型33-34
• 3.4 結構布置、選型和材料34-35
• 3.4.1 防震縫的設置34
• 3.4.2 樓蓋體系34
• 3.4.3 材料強度34-35
• 3.5 結構設計基本信息35-44
• 3.5.1 超限情況35-36
• 3.5.2 性能化設計指標36
• 3.5.3 計算模型36-37
• 3.5.4 計算結果37-39
• 3.5.5 極短柱的判別39-44
• 3.6 本章小結44-45
• 第四章 極短柱在高層建筑中的抗震分析45-76
• 4.1 小震、中震、大震作用下各類型柱受力性能比較45-60
• 4.1.1 小震作用下不同柱對結構的受力性能影響47-51
• 4.1.2 中震作用下不同柱對結構的受力性能影響51-55
• 4.1.3 大震作用下不同柱對結構的受力性能影響55-60
• 4.2 靜力彈塑性推覆（PUSHOVER）分析60-69
• 4.2.1 分析軟件和原理60
• 4.2.2 結構彈塑性靜力推覆結果分析60-69
• 4.3 動力彈塑性分析69-75
• 4.3.1 地震波的選擇和調整69
• 4.3.2 EPDA步驟69-70
• 4.3.3 時程波曲線70-72
• 4.3.4 罕遇地震下結構變形分析72-75
• 4.4 本章小結75-76
• 第五章 結論與展望76-78
• 5.1 結論76-77
• 5.2 展望77-78
• 參考文獻78-81
• 致謝81-82
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果82

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本文編號：855508