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在高层建筑的结构设计中,主要的设计因素是抗侧力体系的设计。随着建筑高度的不断增加,对结构抗侧力体系的设计要求越来越高,设计的方法在不断的改进。在这种情况下,巨型结构体系的设计概念也应运而生,这种结构体系是新型的、适用于超高层建筑的发展特点和趋势。巨型结构体系产生于20世纪70年代,结构包含主结构和次结构两部分,主结构由几个大型的结构单元组成,次结构由其它的结构单元组成,两部分共同作用,形成巨型结构体系,在高层建筑中,有着更高的效能和稳定性。此结构体系区别于传统的结构体系,与传统的结构体系相比,有着更独特的性能和优点。
本文运用ANSYS大型有限元软件对巨型框架结构进行三维建模,同时根据用钢筋混凝土斜撑框架结构体系代替框架-剪力墙结构体系的思路,提出了一种巨型框架-次框桁架结构新体系,建立了巨型框架-次框桁架结构有限元模型。对两种结构进行了模态分析、谱分析、动力时程响应分析一系列的抗震性能分析,同时进行了抗震性能的对比。通过模态分析的结果表明,当增设斜向支撑之后得到的巨型框架-次框桁架结构显著的提高了次结构的刚度。在进行反应谱分析之后,通过计算得出的数据和图形可以看出当结构次框架内增设斜向支撑之后,其结构次框架的位移降低,减小了主框架与次框架的相对位移,更大程度的避免了主、次框架因相对位移过大而导致的结构碰撞造成的破坏。最后,本文对两种结构进行了动力时程响应分析,从分析的结果看出,当增设斜向支撑得到巨型框架-次框桁架结构后,结构整体刚度增大,有效限制了结构主、次框架的位移,增加了结构的安全性,提高了抗震性能。
由以上分析得出的结论可知,巨型框架-次框桁架结构这一新型体系是有可行性的,为以后巨型结构的研究发展提供了一种新的思路。