单塔楼偏置高层框剪结构抗震性能研究
Research on Seismic Performance of Frame-shear Wall Structure of Tall Buildings with Single Tower Offsetting
大底盘高层建筑结构是近年来较为流行的一种高层建筑形式,为满足建筑立而的要求,越来越多的此类结构不倾向于设缝将裙房与塔楼脱开,这就导致结构出现塔楼质心与大底盘质心的偏离,当二者的质心偏心距超过20%时即超出了规范的限值,成为单塔偏置的超限高层建筑结构,其在地震作用下的反应也因此变得更为复杂,传统的抗震设计方法不能完全保证超i高层建筑的安全,因此深入研究此类结构的抗震性能、提供此类结构的抗震设计的改进方法显得尤为重要.文章以某单塔楼偏置高层框架-剪力墙结构为例,着重对此类结构的整体受力分析和薄弱部位加强措施进行深入探讨和研究.主要工作有:1.对结构进行了多遇地震作用下的反应谱分析,并对比了不同偏置率此类结构的不同反应,得出此类结构在多遇地震作用下反应的宏观指标.2.对结构进行了弹性时程分析,并通过与反应谱分析结果进行对比,指出对此类结构进行时程分析的必要性,并提出对地震波持续时间选取的建议.3.对结构进行了罕遇地震作用下的静力弹塑性分析,得出结构在大震作用下的弹塑性反应指标,并通过塑性铰(区域)分布及发展情况指出结构的薄弱部位.4.综合反应谱分析、弹性时程分析及静力弹塑性分析结果,从结构布置入手,通过改变裙房层数及在裙房角部增设不同的剪力墙,对比了各种方案对结构抗震性能的影响,提出了此类结构的优化方案.研究结果表明:单塔楼偏置高层框剪结构的主振型平动-扭转耦联效应较为明显,此类在体型收进部位的楼层及结构顶部相关楼层的层间位移均会突然增加,设计时应考虑采取时程计算结果与反应谱计算结果的包络值.此类结构在罕遇地震作用下偏心方向的弹塑性反应较为明显,结构破坏最为严重的区域主要在裙房高度范围内,并集中于结构角部、边缘、偏心方向电梯洞口周边以及塔楼大底盘交界位置,尤其是塔楼大底盘交界位置的竖向构件,同时塔楼远端的大底盘角柱及大底盘的顶层框架边柱也较早地出现了破坏型塑性铰,设计时应加大这些构件的配筋率.单塔楼偏置高层框剪结构设计时应控制裙房层数,以减少结构在地震作用下的层间位移及层间剪力,同时通过在塔楼远端的裙房角部增设剪力墙也可以建好地改善结构的位移反应.
- 作者：
- 台运超
- 学位授予单位：
- 安徽建筑工业学院
- 专业名称：
- 结构工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2012年
- 导师姓名：
- 程晓杰
- 中图分类号：
- TU973.16
- 关键词：
- 塔楼偏置；偏心距；罕遇地震；静力弹塑性分析；时程分析
- tower offsetting；centroid eccentricity；static elastic-Plastic analysis；timehistory analysis