带加强层框架—核心筒结构自由振动与抗震性能研究

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随着高层结构的迅猛发展,带加强层框架-核心筒结构体系在实际工程中得到了越来越多的应用。在设置加强层时会遇到各种问题,研究该类结构体系的受力特性和破坏特征对工程设计具有十分重要的意义。鉴于此,本文在总结前人研究成果的基础上,开展了下列研究工作:在一些假定的基础上,运用结构动力学关于分布参数体系的振动理论,考虑核心筒剪切变形、核心筒和外排柱变刚度以及加强层弯曲变形的影响,对带有一道或两道水平加强层的高层框架-核心筒结构进行了动力分析,编制了计算机算法程序。并根据核心筒与外排柱刚度之比、核心筒与水平加强层刚度之比、核心筒和外排柱沿高度变化的刚度之比的不同取值,得出了该体系前三阶自振频率与加强层位置的关系,对剪切变形所引起振动频率的变化进行了分析。通过有限元软件ETABS,对一栋50层带加强层的钢框架-钢筋混凝土核心筒结构进行了静力分析、反应谱分析以及弹性时程分析。主要计算和分析了框架梁与核心筒墙体间不同节点连接形式、加强层数量和位置等因素下结构的楼层位移、层间位移角、结构构件的内力以及框架与核心筒间的内力分配。并利用有限元软件MIDAS/Gen,对该栋结构进行了三维静力弹塑性分析。通过改变加强层的数量以及侧向加载模式,重点研究了罕遇地震作用下带加强层框架-核心筒结构的塑性铰出现次序及位置,加强层对相邻层的影响,相邻层是否出现薄弱层,以及针对结构能力曲线的比较,P-△效应的影响分析,得出了该种结构体系在罕遇地震作用下的反应特性及进行静力弹塑性分析的相关建议。
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