不同型式柱办公楼结构抗震性能研究

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为研究钢筋混凝土和型钢混凝土两种不同型式柱对结构抗震性能的影响,本文以一7层框架办公楼为基本模型,首先通过PKPM分析软件进行建模,分析了振型分解反应谱法、弹性时程和静力推覆下结构的抗震性能,结果表明结构各项指标均符合规范要求。接着采用PKPM分析软件分别建立了一组钢筋混凝土柱结构模型和一组型钢混凝土柱结构模型,钢筋混凝土柱结构模型考虑了柱尺寸、混凝土等级和轴压比等参数的影响,型钢混凝土柱模型考虑了柱含钢率、混凝土等级和轴压比等参数的影响,通过振型分解反应谱法、弹性时程和静力推覆分析研究了周期、周期比、振型参与系数、楼层位移、层间位移角、剪重比、位移比、刚重比、楼层剪力、楼层弯矩等性能指标,得到了以下主要结论:(1)钢筋混凝土结构的周期、层间位移角随柱尺寸的增大而减小,周期比、最小剪重比、刚重比和极限荷载随尺寸增大而增大。(2)柱混凝土等级越高,钢筋混凝土结构的周期、层间位移角越小,周期比、最小剪重比、刚重比和极限荷载越大。(3)轴压比越大,钢筋混凝土结构的周期、最小剪重比、刚重比、层间位移角和极限荷载越小。(4)柱含钢率等级越高,型钢混凝土结构的周期、周期比、层间位移角越小,最小剪重比、刚重比和极限荷载越大。(5)柱混凝土等级越高,型钢混凝土结构的周期、层间位移角和极限荷载越小,周期比、最小剪重比和刚重比越大。(6)轴压比越大,型钢混凝土结构的最小剪重比和刚重比越小,周期、周期比、层间位移角和极限荷载越大。采用线性函数、指数函数和幂函数将钢筋混凝土柱和型钢混凝土柱模型的静力推覆极限承载力与各参数进行拟合,得到了最优拟合关系式,关系式可对结构的极限承载力进行预测,并得到了以下结论:(1)其他条件相同情况下,含钢率为4%的型钢混凝土柱模型的极限承载力比按照规范配筋设计的钢筋混凝土柱模型极限承载力高出约8.08%,含钢率也相同的情况下,型钢混凝土柱模型的承载力和位移分别比钢筋混凝土柱模型高出约40.61%和13.84%;(2)含钢率为8%的型钢混凝土柱模型的承载力在各轴压比下均高于钢筋混凝土柱模型。随着轴压比的增大,型钢混凝土柱模型极限承载力高出钢筋混凝土柱模型的比例逐渐增大。
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