防震缝对大底盘多塔框架核心筒结构抗震性能分析研究

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近年来,高层建筑发展迅速,建筑体型也越来越趋向于个性化、功能化和复杂化。大底盘多塔高层建筑是一种复杂的结构形式,在我国高层建筑中应用非常广泛。塔楼与裙房之间防震缝的设置可以使体型复杂的建筑结构划分为若干规则的结构单体,使得各结构单体受力明确,计算简单,但同时也增大了工程造价和施工难度以及影响建筑整体外立面效果和美观,而且很难避免在较大地震作用下,相邻结构单元不会发生碰撞;如果不设防震缝,会使得结构平面复杂,连接部位易产生应力集中以及结构竖向刚度突变等问题,在地震作用下,会导致楼层水平地震作用力产生突变,产生弹塑性变形集中,出现明显薄弱层,对结构抗震非常不利。本文将结合具体工程实例研究大底盘多塔结构设缝前后的动力特性和地震响应,本文将主要对这个问题展开研究。本文以龙口工商联综合体项目中B、C塔楼及其附属裙房为例,进行了结构平面分析并对其进行简化建立模型,利用有限元分析程序SATWE和MIDAS BUILDING,分别对塔楼与裙房之间设缝前后结构的动力特性和地震响应进行了系统的研究,得出结论,为该类工程的设计提供实用建议和理论依据。本文的主要研究工作和成果如下:1.对结构进行了平面计算分析,得出建筑平面简单、规则及对称,无偏心,且平面尺寸及突出部位尺寸的比值限值均符合规范要求,说明原则上可以不设防震缝。2.利用SATWE程序对结构进行了模态分析、反应谱分析和时程分析,利用MIDAS BUILDING程序对结构进行了模态分析和反应谱分析,并将两种程序的计算结果进行分析对比,得出数据基本一致,结构竖向刚度有突变,说明结构模型建立准确,但结构设计不合理,有明显薄弱层,不能满足结构抗震设防要求。3.将塔楼与裙房之间设置两道防震缝,采用振型分解反应谱法和时程分析法,利用上述两种软件分析研究结构设缝后的结构动力特性和地震响应,得出结构竖向刚度连续,无薄弱层,说明防震缝的设置对结构的动力特性和抗震性能有较为显著的影响。4.通过以上研究工作分析出结构设缝和不设缝两种情况下的利弊,并进一步提出若不设缝应对薄弱部位采取哪些有针对性的加强措施和对策,为类似大底盘多塔综合体项目的抗震设计提供借鉴和数据支持。最后,本文对所进行的工作做了总结,并指出了需要进一步研究的问题。
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