【摘 要】
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自改革开放以来,我国经济迅速发展,超高层建筑如雨后春笋在各大城市逐渐兴起。目前我国建筑结构主要遵循“三水准,两阶段”的设计方法,对于超限复杂结构并没有具体的条文规定,结构的安全性难以保证。在这种背景下,抗震性能设计逐渐成为21世纪超限高层结构设计的主要方法。其中剪力墙结构以其较好的竖向承载力和抗侧刚度而在住宅建筑中大量使用。为此,本人以一实际工程为载体,对超限高层剪力墙结构体系进行研究,并针对当前
【基金项目】
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国家自然科学基金资助(51878260);
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自改革开放以来,我国经济迅速发展,超高层建筑如雨后春笋在各大城市逐渐兴起。目前我国建筑结构主要遵循“三水准,两阶段”的设计方法,对于超限复杂结构并没有具体的条文规定,结构的安全性难以保证。在这种背景下,抗震性能设计逐渐成为21世纪超限高层结构设计的主要方法。其中剪力墙结构以其较好的竖向承载力和抗侧刚度而在住宅建筑中大量使用。为此,本人以一实际工程为载体,对超限高层剪力墙结构体系进行研究,并针对当前超限结构设计当中存在的热点问题,中震下剪力墙受拉及控制进行探讨,以期为工程设计人员提供参考。本文研究内容包括:(1)首先介绍了国内外超高层建筑的发展现状;剪力墙结构的试验及研究现状;抗震性能设计理念及设计方法。(2)结合高层剪力墙住宅实例,在原设计结构图的基础上,通过调整部分墙肢长度,消除短肢剪力墙,结构平面布置规则的基础上设计了一个超限高层剪力墙结构。并按照中国规范分别采用PKPM-SATWE(V4.1)和Midas building(2019.1.1)两种不同的结构设计软件对结构进行多遇地震作用下的反应谱分析,同时对结构进行时程分析作为补充,与小震反应谱计算结果取包络值,对结构进行配筋设计。(3)对MIDAS building软件的主要功能、梁柱墙单元的特点以及塑性铰定义进行了简单介绍,建立了三维非线性分析模型。对剪力墙结构进行设防地震作用下的静力弹塑性分析,得出结构在地震作用下的反应。并对设防地震作用下墙肢的受拉情况进行验算。根据《超限审查技术要点》当中对墙肢受拉限值的相关规定,分析墙体受拉对结构抗震性能的影响。(4)采用高性能非线性有限元软件SAUSAGE对结构进行罕遇地震作用下的动力弹塑性分析。通过观察结构弹塑性层间位移角、结构底部剪力、剪力墙塑性损伤和结构整体耗能情况对结构抗震性能进行评价,对薄弱构件采取针对性的加强措施。(5)为研究墙肢受拉对结构整体抗震性能的影响,在原工程的基础上,设计了两个146.2m和170.2m高度的剪力墙结构,分析对比三种不同高宽比的剪力墙结构在设防地震作用下的墙肢受拉分布,并对结构进行了大震非线性分析。观察结构的整体破坏机制及构件损伤情况,研究墙肢受拉对结构整体抗震性能的影响。
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