对错层处形成短柱的框架结构抗震性能分析

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在工业与民用建筑中钢筋混凝土框架结构被广泛应用。框架结构的错层部位也很容易形成短柱。很多城市都位于地震带上,建筑结构的抗震性能关乎人的安全与正常生活,所以对建筑结构抗震性能的研究显得尤为重要。当地震作用于建筑物时,框架结构中短柱的受力变形特征为剪切型,易于产生脆性破坏,短柱破坏后会引起结构的突然破坏甚至倒塌。因此,必须对短柱采取某些抗震构造措施以提高短柱变形能力。对错层处的短柱采取一定的构造措施后,整个框架结构的抗震性能是否有所改变?其抗震性能跟没有短柱的框架结构相比又如何?所以要做进一步的分析。本文以某地框架结构会所为模型进行了分析。该建筑共3层,位于7(0.15g)度区,场地土为Ⅲ类,设计地震分组为第一组,结构为不规则结构。根据需要,对建筑进行了短柱抗震性能分析,并新增加了一个结构模型进行对比。将错层短柱处框架梁高1.150m加高为2.050m,将形成短柱部位用高梁取代。再按λ=M/Vh0来判定是否为短柱,并对框架结构短柱采取了构造措施。依据选择的恢复力模型和地震波分别对两个模型进行了罕遇地震作用下的非线形动力反应分析。其次,采用MIDAS/Gen有限元软件对比了两个结构模型,分别在多遇地震和罕遇地震作用下结构的周期、地震作用下的层剪力、短柱处的剪力和层间最大位移进行比较,从而分析了结构的抗震性能。再用MIDAS/Gen软件对两个结构进行了时程分析,选取El Centro Site270Deg波,Taft69Deg波和人工波进行抗震研究。绘制分别在三个地震波作用下结构的层间剪力图和层间最大位移图,对比分析了两个结构的抗震性。最后,用ANSYS有限元分析软件对短柱、梁组成的构件在水平向荷载作用下的受力性能进行了仿真模拟分析。对比两个构件的最大位移、应力、裂缝发展情况,进行了抗震性能的分析对比。通过对比分析反映出了结构构件的变形能力,产生的相关结论成果在实际工程中有些指导意义。
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