帶加強層高層建筑結構抗震性能及基于性能的抗震設計方法研究.pdf

1、帶加強層的高層建筑在我田應用較多，這種結構充分發(fā)揮了內筒和外柱各自的優(yōu)勢，因而成為一種重要的高層建筑類型。由于結構的復雜性和高度超限，帶加強層高層建筑結構在很多方面超出了規(guī)范的限制，因而不宜直接套用規(guī)范方法進行抗震設計。基于性能的抗震設計作為一種新的抗震設計方法，可以在很大程度上彌補此類結構抗震設計方法的空缺。然而將基于性能的抗震設計方法具體應用于帶加強層的高層建筑結構，還有許多關鍵科學問題有特解決．為此．本文在這方面進行了一些研究．主

2、要研究內容如下：
　　 (1)帶加強層高層建筑結構受力性能研究以一幢52層帶加強層的高層建筑結構為例，采用Sap2000建立了結構的三維有限元模型，詳細分析了加強層的位置、數(shù)量、加強層伸臂與內筒剮度比等參數(shù)對結構整體剛度及構件內力的影響，考察了帶兩個加強層的結構在靜力和動力荷載作用下的彈性響應特征。通過分析，提出了加強層最優(yōu)設置位置和加強層伸臂與內筒線剛廢比的合理取值范圍及限值。
　　 (2)帶加強層高層建筑結構性能水準

3、量化建立了帶加強層高層建筑結構加強層層間位移的計算方法。結合我國抗震規(guī)范和國外相關標準，為帶加強層的高層建筑結構劃分了性能水準。參考大量剪力墻試驗數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)計分析，對普通樓層和加強接層以及結構頂點側移分別進行了性能水準的量化，為基于性能的抗震設計做了前期準備工作。 (3)帶加強層高層建筑結構直接基于位移的抗震設計提出了帶加強層高層建筑結構直接基于位移的抗震設計方法。選取參與重量占結構總重90％以上的振型以考慮高階振型的影晌。針對帶加強

4、層高層建筑結構的受力和變形特點，選取底部樓層和加強層上部附近樓層作為關鍵樓層，同時結合結構頂點側移指標來控制整個結構的性能，將結構各振型分別等效為單自由度體系并分別計算地震作用下的等效位移，組合各振型的貢獻并取變形最大的樓層作為目標樓層確定目標位移。以目標位移反算地震作用下結構的內力并進行結構構件的設計和校核。
　　 (4)帶加強層高層建筑結構基于能力譜法的抗震設計提出了帶加強層高層建筑結構基于能力譜法的抗震設計方法。根據(jù)結構的

5、受力和變形特點，仍然選取底部樓層和加強層上部附近樓層為關鍵樓層，結合頂點位移指標對結構性能水準進行標定以減少工作量。將結構簡化為平面結構，通過彈性分析求出各振型的側移模式，考慮參與重量占結構總重90％以上的振型。對結構施加與各振型側移模式相應的側向力，并分別進行推覆分析得到各振型相應的能力曲線。將各振型能力曲線與需求曲線繪在同一坐標系中，求其交點得到各振型對結構的貢獻，將各振型貢獻按照SRSS法組合即得結構總地震響應，最后校核關鍵樓層的

6、變形。
　　 (5)帶加強層高層建筑結構地震力的簡化算法提出了帶加強層高層建筑結構地震作用的簡化算法。根據(jù)帶加強層高層建筑結構的特點，將整個結構以加強層為界分段，按照模態(tài)分析方法將各段按照第一振型側移模式等效為單自由度體系，串聯(lián)各單自由度體系，重新形成整體結構的簡化計算模型。按照振型分解反應譜法計算簡化計算模型的地震力即得到各段結構所受的基底剪力并將其分配至結構的各個樓層。分不同振型串聯(lián)組合各分段然后將各振型地震剪力按照SRSS