超高层建筑加强层优化及伸臂桁架根部节点抗震性能研究

来源 :苏州科技大学 苏州科技学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yao_huaxin
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随着经济的发展、科技的进步、城市人口的集中、用地紧张,建筑的层数、高度不断得到提高。随着结构高度的增加,水平荷载作用下(风荷载和地震作用)结构的侧向位移也迅速增大,逐渐成为影响结构安全的控制性因素。若采用增大抗侧力结构例如核心筒厚度等来控制其变形,这样做不但不经济,而且由于竖向截面过大而影响使用。设置水平加强层,可充分发挥内筒和外柱各自的优势,使得外框柱产生拉压力来抵消一部分倾覆力矩。设置加强层是减少结构侧移的一种经济而有效方法。因而,带加强层的框架-混凝土核心筒结构在高层建筑结构中不断得到应用。  伸臂桁架在超高层结构中能够起到提高框架的抗侧贡献、减少结构侧移、增加结构的侧向刚度、平衡不均匀沉降差等作用,因此伸臂桁架根部连接节点性能优劣直接影响整体结构的抗震性能。然而,国内对此类节点的抗震性能研究也较少,我国规范对此类节点并没有规定具体的设计方法。  本文结合苏州某68层、高268.5m的超高层框架-核心筒结构对其进行加强层的优化研究。若不采取有效措施,结构的顶点位移及层间位移角等很难满足规范要求。通过不同方案如改变加强层的位置、数量、加强层层高以及框架与核心筒的连接方式等对其自振周期、位移、内力等影响的比较,得出结构的优化方案,并运用Midas软件对优化后的结构进行大震下的动力弹塑性时程分析,为结构的设计提供一点建议。最后,利用有限元软件ABAQUS以50层伸臂桁架根部节点为原型,建立1/7的缩尺模型,对该节点进行抗震性能分析并对改变参数如桁架的翼缘高度、厚度等进行分析。得出结论:设置一道加强层时,加强层设置在0.5~0.6H时,减少结构位移的效果最好,随着加强层数量的增多,结构侧移越小,结构的内力突变程度得到缓解,但减少效果变弱。弹塑性时程分析表明优化后的结构满足既定抗震性能目标。宜使伸臂桁架梁端屈服具有较好的耗能能力。
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