柱间支撑对复杂高层建筑抗震性能的影响建筑工程管理论文.doc

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柱间支撑对复杂高层建筑抗震性能的影响_建筑工程管理论文摘要:结合设置柱间支撑的某不规则高层框架-剪力墙结构工程，通过模态分析、振型分解反应谱分析和弹性动力时程分析深入研究其抗震性能，研究结果表明:通过设置支撑能够有效提高建筑物抗侧刚度，减少层间位移；减弱结构的扭转振动，提高了结构的抗扭刚度；从而大大挺高了结构的抗震性能。为不规则高层建筑的抗震设计提供一定参考。关键词:支撑；不规则高层；抗震性能；扭转振动0引言为了满足建筑功能的复杂性和多样性，高层建筑的体形和结构布置越来越复杂，高层不规则建筑如雨后春笋般的出现在各个城市中，成为城市中一道亮丽的风景，然而建筑自身的不规则的特性，导致结构可能产生如下危害：1)结构的刚度中心和质量中心距离较远时，结构将发生扭转，会导致部分构件或者部分楼层因抗扭刚度不足过早发生破坏。2)由于建筑的不规则，可能会导致刚度分布不均匀，在水平荷载的作用下，刚度较大的部位会产生应力集中。同时剪力墙的设置也常常受到限制，为了避免采用框支剪力墙而导致的抗震性能降低和造价的提高，设计人员可以通过设置支撑来平衡结构刚度的不均匀，提高抗扭刚度，同时减少因建筑质量中心和刚度中心不一致而带来的扭转以及由于水平荷载的作用导致的层间位移过大的问题。1工程概况本次分析实例是拟建于盘锦市的一幢24层综合楼，采用框架-剪力墙结构，地下两层，地上24层，1-3层为餐饮、商业区，4层为设备层，5层以上为办公及商业用房。结构体形特点：1.结构多次收进和突出，立面体形沿高度多次变化，2.平面上存在凹口和突出，结构四面都有大积的悬挑。因此该建筑多项超限。该建筑场地类别为Ⅲ类，地震基本烈度为8度，地震加速度值为0.15g,特征周期是0.40s。为了满足建筑功能的要求，剪力墙只设置在设置在电梯和楼梯的以及对建筑物空间布局没有影响的位置，在相应薄弱的位置设置钢支撑代替剪力墙，支撑采用Q235轧制的方钢管，尺寸为220*20，与混凝土梁柱中的预埋件连接，模型中按铰接计算。结构的平面和立面布置如下图1、图2所示：图1一至三层平面布置图图2标准层平面布置图2模型的建立和计算采用通用有限元软件SAP2000,梁、柱、支撑均采用杆单元，楼板和剪力墙采用壳单元，剖分尺寸为200mm×200mmm,不考虑地下建筑，柱子和基础采用固接，梁柱节点固接，分别建立设置支撑和不设置支撑分析模型。根据最新抗震设计规范[1]的规定，对于高度超过40m的高层不规则建筑宜采用考虑扭转耦联的振型分解反应谱法，分别输入下列四种工况：1）X方向地震作用，2）Y方向地震作用，3）X 85%Y地震作用，4）85%X Y地震作用。同时对于不规则的高层建筑，应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算[2]；根据规范的要求选取两条天然波分别是：1987年10月1日发生在美国加利福尼亚维特尔地区的EMC_FAIRVIEW AVE(简称EMC)以及1994年1月17日发生在美国洛杉矶的CPC_TOPANGA CANYON（简称CPC)。人工波选择三类场地的兰州波。三条地震波信息如下表1，8度多遇地震作用下的地震加速度为70cm/s。