钢管混凝土柱框支剪力墙结构的抗震性能研究

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由于钢管混凝土柱结构具有承载力强,抗震性能优等诸多优点,近年来在高层建筑中得到越来越广泛的应用。框支剪力墙结构具有柔弱底层的特点,对抗震不利。由于钢管混凝土柱具有良好的抗震性能,将其用做框支剪力墙结构的框支柱将提高整个结构的承载力,改善其抗震性能。目前对钢管混凝土柱组成结构的抗震性能研究得很少,本文尝试以钢管混凝土框支柱组成的框支剪力墙结构体系为研究对象,对钢管混凝土柱框支剪力墙结构进行有限元动力分析,将其与普通钢筋混凝土框支剪力墙结构的比较,探讨这种结构体系的整体抗震性能优于钢筋混凝土框支剪力墙结构之处。以便为钢管混凝土框支剪力墙这一新型结构在工程中的推广应用提供一定的参考。本文主要从以下几方面开展研究: (1)依据相关文献对钢管混凝土的力学性能特点进行分析总结,包括钢管与混凝土的共同工作及钢管混凝土的动力性能。 (2)借鉴钢筋混凝土有限元理论,说明了钢管混凝土结构的有限元分析步骤和方法。 (3)对钢管混凝土结构的模态分析、地震反应分析方法进行研究。 (4)进行框支剪力墙结构实例分析,采用两种不同的结构方案,下部框支柱分别采用钢筋混凝土和钢管混凝土,转换梁和上部剪力墙都采用钢筋混凝土,研究比较该两种结构方案在相同的地震力作用下的动力响应规律。包括: a.应用有限元结构分析软件ETABS对这两种不同的结构方案进行模态分析,比较两者的自振周期和振型特点。 b.分别沿X、Y方向输入7度多遇地震标准加速度反应谱,分析计算两种结构方案在X、Y方向的地震响应,比较二者的楼层侧向位移、层间位移、剪力和弯矩,以及转换梁、框支柱的剪力和弯矩。 c.输入相同的地震波,对两种结构方案进行动力时程分析,比较两种结构在同一地震波下的几个代表性楼层的侧向位移地震时程响应、转换层下框支柱以及转换梁的剪力、弯矩的地震时程响应。
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