基于连接形式的超高层框-筒结构的抗震性能分析

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目前,带加强层的框架-核心筒结构已经在实际工程结构中应用广泛,但工程设计中对水平伸臂构件与周围框架柱连接形式的定义,以及地震作用下伸臂这种连接形式对单片抗侧力构件内力的影响还没有系统的研究。然而,与伸臂直接相连的单片抗侧力构件在地震作用下可能更为薄弱。因此,研究这种连接形式的不同对与之直接相连的单片抗侧力构件的影响具有重要的现实意义。  本文结合某超高层型钢混凝土框架-核心筒结构的工程实例,对伸臂与外框柱的连接方式分别定义为铰接、半刚接、刚接三种连接形式后进行了建模,并对不同模型分别进行了多遇地震下振型分解反应谱分析。通过改变伸臂的截面形式及其与外框柱之间的连接、外框柱与核心筒之间楼板厚度,分析了上述相关因素对结构整体性能和单片抗侧力构件内力的影响。  论文的研究得到了如下结论:随着伸臂与外框柱连接刚度的增大,水平伸臂方案较横向人字形伸臂方案对减小结构自振周期,提高结构的刚重比以及减少水平荷载作用下的结构顶点位移更为有效;连接形式相同时,横向人字形伸臂方案结构的刚度远大于水平伸臂方案;对于单片抗侧力构件的内力,伸臂与外框柱的连接形式对水平伸臂方案单片抗侧力构件弯矩,剪力和轴力的影响大于横向人字形伸臂方案。  在核心筒与外框柱之间的楼板厚度一定时,随着连接刚度的增大,结构的自振周期减小、结构的刚重比增大、结构的顶点位移减小;随着板厚的增大,连接形式对单片抗侧力构件中剪力墙的弯矩和剪力的影响大于对框架柱弯矩和剪力的影响;但当板厚增大时,连接方式对外框柱的轴力没有直接影响。
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