钢筋混凝土巨型框架结构抗震分析及概念设计研究-结构工程专业论文.docxVIP

Classified Index：TU355 TU375.4 U.D.C：624 Dissertation for the Master Degree in Engineering STUDY ON SEISMIC ANALYSIS AND CONCEPTUAL DESIGN OF RC MEGA-FRAME STRUCTURE Candidate： Wang Donghui Supervisor： Assoc. Prof. Liu Guangyi Academic Degree Applied for： Master of Engineering Speciality： Structural Engineering Affiliation： School of Civil Engineering Date of Defence： July, 2012 Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology 摘 摘 要 - - I - 摘 要 钢筋混凝土巨型框架结构是高层建筑巨型结构体系的一个重要分支，具有良 好的经济效益。它在保证结构整体稳定性及抗侧刚度的同时，还能够有效降低建 筑成本，合理解决建筑功能要求与结构布置要求之间的矛盾，具有较为广阔的应 用前景。但因采用该结构的建筑物尚未经过强震作用的检验，无震害经验可供参 考，加之该结构构件繁多，其原型试验和模型试验研究均较为复杂，我国现行《高 规》也未对其进行详细说明。于是，开展巨型框架结构抗震概念设计方面的研究 具有较为重要的理论价值和工程实践意义。 本文利用大型有限元分析设计软件SAP2000V14.1，分别建立了实腹梁式和空 腹梁式钢筋混凝土巨型框架结构模型，对模型进行了模态分析、反应谱分析及弹 塑性静力Pushover分析，从而对巨型框架结构的动力特性及抗震性能进行了较为深 入地探讨。 结果表明：钢筋混凝土巨型框架结构具有较好的整体性，其变形主要由前几 阶振型决定；结构的弹性和弹塑性侧移曲线均呈弯剪型，各大层层间位移角曲线 呈抛物线型；材料用量相等的前提下，空腹梁式巨型框架结构比实腹式梁式获得 更大的抗侧刚度，但同时延性会降低；空腹梁式巨型框架结构中采用倒 V 型撑和 交叉撑时结构动力特性接近，且二者刚度均大于采用八字撑时。依据巨型框架结 构自身受力特点和优势，结合反应谱分析及弹塑性静力 Pushover 分析结果，本文 提出巨型框架结构抗震概念设计建议如下：(1) 适当提高次框架相对于主框架的刚 度；(2) 主、次框架分别遵循“强柱弱梁”原则；(3) 主框架着重提高承载力，次 框架着重提高延性；(4) 对薄弱层及薄弱构件进行加强。 关键词：钢筋混凝土巨型框架结构；动力特性；抗震概念设计；SAP2000；Pushover Ab Abstract Abstract The reinforced concrete (RC) mega-frame structure, an important branch of the high-rise building mega structure system, has good beneficial results. The RC mega-frame structure has a bright prospect, it not only can ensure the overall stability and lateral stiffness of the structure, but also effectively reduce the cost of the construction and reasonably solve the contradiction between architectural function and structural layout requirements. However, there is no earthquake damage expericence available for reference because that the RC mega-frame structure has not sufferred strong earthquakes.Additionally, prototype and model tests of RC mega-frame structure are very complex because of the vast amount of structural parts, and no detailed instructions in the current cod