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钢筋混凝土框架—核心筒结构钢结构加层的抗震性能研究

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钢筋混凝土框架—核心筒结构钢结构加层的抗震性能研究

作者：于风波青岛理工大学

学位级别：硕士

由于钢结构自重轻、抗震性能好等优点,钢结构加层改造技术正越来越多的应用到实际工程中。现行抗震设计规范对加层改造后形成的混合结构体系无明确规定,而且国内外的研究工作,主要以具体的工程实例为背景,存在一定的局限性。鉴于上述原... 详细信息

由于钢结构自重轻、抗震性能好等优点,钢结构加层改造技术正越来越多的应用到实际工程中。现行抗震设计规范对加层改造后形成的混合结构体系无明确规定,而且国内外的研究工作,主要以具体的工程实例为背景,存在一定的局限性。鉴于上述原因,本文以在钢筋混凝土框架-核心筒结构上进行钢结构加层改造时所遇到的问题为出发点,对不同参数的计算模型采用有限元分析程序进行分析,寻找钢结构加层技术在钢筋混凝土框架-核心筒加层改造中存在的一般规律,以供设计者参考。主要研究工作包括:(1)钢筋混凝土框架-核心筒结构加层改造的必要性和可行性分析;钢结构加层改造技术在钢筋混凝土框架-核心筒结构加层改造中的优势和加层后整体结构抗震研究的必要性以及适用于加层结构的抗震基本理论。(2)框架-核心筒结构加层体系的地震反应分析:在钢结构加层改造工程的中,由于加层部分和原结构采用的材料不同,所以定性的将整体结构的阻尼比设为某值是不合理的,应采用以应变能法(能量法)精确计算整体结构的阻尼比;然后利用能量法所得阻尼比进行加层结构的反应谱分析和多遇地震下的时程分析。(3)框架-核心筒结构加层体系抗震性能的影响因素分析:从钢结构加层层数、支撑布置的不同位置、柱脚刚度等因素入手全面分析钢结构加层结构的整体抗震性能,为框架-核心筒结构的钢结构加层改造技术的发展及其设计方法的研究提供一定的参考依据。

关键词：钢结构加层框架-核心筒结构整体阻尼比抗震性能反应谱法时程分析法加层层数柱脚刚度

高烈度地区某超高层建筑框架-核心筒结构基于性能的消能减震方案选型研究

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高烈度地区某超高层建筑框架-核心筒结构基于性能的消能减震方案...

作者：张旭海南大学

学位级别：硕士

我国是一个地震多发的国家,且人口密集,土地资源紧张,高烈度地区超高层结构的抗震性能研究备受关注。本文是以海口某框架-核心筒超高层结构为背景,探讨不同消能减震方案的抗震性能及经济性,从而为实际工程的方案选型提供参考。本文主要... 详细信息

我国是一个地震多发的国家,且人口密集,土地资源紧张,高烈度地区超高层结构的抗震性能研究备受关注。本文是以海口某框架-核心筒超高层结构为背景,探讨不同消能减震方案的抗震性能及经济性,从而为实际工程的方案选型提供参考。本文主要完成了以下工作:（1）首先对消能减震技术及所采用的屈曲约束支撑（BRB）和黏滞阻尼墙（VDW）进行了概述,阐述了其研究现状、构造及工作机理等,总结了地震易损性分析的相关研究情况和基本理论,同时,简略介绍了ETABS软件及其FNA算法,提出了消能减震结构附加阻尼比的计算方法。（2）结合工程实例,建立了该框架-核心筒结构的初始抗震模型及三个消能减震方案（BRB减震方案、VDW减震方案、BRB+VDW减震方案）的计算模型。并进行了多遇地震下的弹性分析,得到基底剪力、层间位移及位移角等抗震性能指标,进行对比分析。（3）定义ETABS软件中的非线性本构及参数,然后选取合适的地震波,分别对4个方案的结构模型进行设防地震和罕遇地震作用下动力弹塑性分析,考察各结构能量耗散、基底剪力、层间位移及位移角、结构损伤等时程分析结果,对比分析探究各减震方案在中、大震下的消能减震效果。（4）引入了极罕遇地震的概念,并对比分析各方案的结构在极罕遇地震下的动力弹塑性结果,从而研究各方案消能减震结构抵御极罕遇地震的能力,验证消能减震结构可将结构抗震性能目标提高一级,达到“巨震不倒”。（5）从结构的初始造价及震后经济损失两方面对框架-核心筒结构各方案的经济性进行对比研究,为实际工程结构设计的减震方案选型提供一定的指导作用。（6）最后对本文主要的内容和工作进行简要的概括总结,结合实际工程应用,阐明了一些对高烈度地区框架-核心筒体系结构消能减震方案的选择具有参考意义的研究结论。

关键词：框架-核心筒结构消能减震屈曲约束支撑黏滞阻尼墙动力弹塑性分析

带加强层框架—核心筒结构基于性能的抗震分析

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带加强层框架—核心筒结构基于性能的抗震分析

作者：宋璨安徽建筑大学

学位级别：硕士

随着当今社会现代化进程的日新月异,高层建筑的发展越来越成为其中的重要标志之一。建筑的高度不断加大,不仅是人们对住房、活动场所的需求日益加大所致,也逐渐成为了某个地区甚至国家经济繁荣的标志之一。然而,随着建筑高度的不断加大... 详细信息

随着当今社会现代化进程的日新月异,高层建筑的发展越来越成为其中的重要标志之一。建筑的高度不断加大,不仅是人们对住房、活动场所的需求日益加大所致,也逐渐成为了某个地区甚至国家经济繁荣的标志之一。然而,随着建筑高度的不断加大,所需要的技术难度也不断提升。对于高层建筑所遇到的地震荷载、风荷载等自然因素以及本身由于庞大的体积产生的自重需要人们采用更为先进的技术来应对。当前,对于高层建筑多采用框架结构和剪力墙结构的结合体:将框架结构空间布置的灵活性和优秀的竖向沉重能力与剪力墙较大的刚度相结合。将二者完结合,所产生的机构形式有框架-剪力墙形式、框架-核心筒形式、筒中筒形式等等。本文的模型即为框架-核心筒结构。加强层是指在建筑的某一层通过增加桁架结构、梁或板的厚度等方法来增加这一楼层的刚度,进而在进一步增加建筑结构整体刚度的情况下同时在局部形成“套箍效应”来对建筑的侧移产生约束。加强层的形式有桁架式、实腹梁式、空腹梁式等等,本文的加强层均是采用桁架形式。对于本次研究,做如下工作:1.简单地对目前高层建筑的发展情况进行介绍,并分析随着高层建筑发展所需伴随的特殊结构形式有哪些,这些结构形式的未来发展状况如何,认为加强层是以后伴随高层建筑发展的重要结构形式之一。然后开始对加强层的原理以及加强层在本次研究的几种方案中如何设置进行介绍。2.本次研究以实例为对象。为方便控制变量,将原结构模型进行简化,最终得到了本次分析所使用的模型。本次对比分析共有五种方案,方案1作为对比方案,不设置任何形式的加强层;其它的几种方案均设置不同形式的加强层。然后使用软件MIDAS以及PKPM进行分析计算,将各种数据列表化、图像化进行对比分析,最终得出各种方案的优劣性。***是一款优秀的分析软件,本次利用这款软件对五种方案进行振型分解反应谱法的分析,得出了各种方案的数据有周期、振型质量参与系数、层间位移、层位移等,对这些数据进行列表、绘图比较,得出不同方案在刚度优化上的优劣以及带来刚度突变问题的大小。4.对几种方案进行了振型分解反应谱法分析之后再使用PKPM的EPDA模块对它们进行弹性时程分析和弹塑性时程分析。得出的数据有层位移、层间位移、层剪力、层弯矩等等,对这些数据进行列表、绘图比较,得出不同方案的优劣性,并与之前使用的振型分解反应谱法分析的结果对比,得出二者的结论基本一致。5.加强层给结构带来刚度增强的同时也带来了相应的刚度突变问题:加强层与相邻楼层刚度差别过大而导致位移等数据差别较大。本次分析中的方案4是针对这个问题而设置的特殊形式。然而要想进一步改善这个问题,需要有更多研究和分析,希望本次的研究能够给其他学者带来一些参考和帮助。

关键词：框架-核心筒结构加强层性能分析动力时程分析

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某超高层框架—核心筒结构抗震性能研究

某超高层框架—核心筒结构抗震性能研究

作者：李亚威郑州大学

学位级别：硕士

随着经济的发展和技术的不断更新,大量的超高层建筑被广泛地应用于商业、住宅、酒店等多种领域,超高层建筑不仅代表着国家地区的建筑技术水平,更代表着国家和地区的经济发展程度,超高层建筑向着得高度越来越高、体型愈来愈复杂、建筑功... 详细信息

随着经济的发展和技术的不断更新,大量的超高层建筑被广泛地应用于商业、住宅、酒店等多种领域,超高层建筑不仅代表着国家地区的建筑技术水平,更代表着国家和地区的经济发展程度,超高层建筑向着得高度越来越高、体型愈来愈复杂、建筑功能越来越多变的方向发展,对超高层结构的抗震性能提出了严峻的考验。而框架-核心筒结构体系具有抗侧刚度好、结构布置形式灵活,空间整体性好等优点,也是目前超高层结构中应用最广泛的结构形式,因此对超高层框架-核心筒结构进行抗震性能的研究具有十分重要的意义。首先,本文查阅大量的参考文献资料,不仅简要的综述了国内学者采用理论法、试验法和有限元法对框架-核心筒结构抗震性能进行的相关研究,还按照时间顺序介绍了结构抗震分析理论的4个发展阶段:静力理论阶段、反应谱理论阶段、动力理论阶段、基于性能的抗震分析理论阶段,本文采用的即是基于抗震性能目标的抗震理论方法。然后,针对某一实际工程,建立建筑框架-核心筒结构计算分析模型,基于规范判定结构超限类别,并设定结构及构件各水平抗震性能目标。其次,基于SATWE和PMSAP软件,采用规范反应谱法分别对结构进行多遇地震(小震)下弹性计算,比对分析了多遇地震下结构各项抗震性能指标,判断结构整体安全性及构件设计的合理性;作为规范反应谱法的补充,对结构多遇地震下的弹性时程下层剪力及层间位移角结果进行比对分析;对结构进行中震不屈服及弹性验算,并与小震作用下结果进行比对分析,以实现结构中震作用下的性能目标。最后,为进一步研究结构在罕遇地震作用下的抗震性能,本文采用动力弹塑性时程分析法,基于SAUSAGE软件对结构进行罕遇地震下动力弹塑性时程分析,通过分析位移、剪力、位移角、塑性铰及损伤开展来研究结构的抗震防线层次、耗能能力、薄弱层,并判断对结构能否实现大震作用下性能目标。

关键词：框架-核心筒结构抗震设计反应谱法弹性时程分析弹塑性时程分析

加强层对框架-核心筒结构自振特性及内力的影响研究

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中国科技论文 2016年第13期11卷 1483-1487页

作者：李云峰陈海涛赵鲁新刘玉娟孙章平谢丹丹山东省土木工程防灾减灾重点实验室(山东科技大学) 山东青岛266590 山东科技大学土木工程与建筑学院山东青岛266590

通过有限元软件SATWE建立了32层框架-核心筒结构的三维模型,将加强层数量作为变量,对5种水平加强层设置方案进行自振特性及内力的分析,采用有限元软件SAP2000对外框架柱受力突变情况进行了分析。结果表明:加强层可有效减小结构前两个振... 详细信息

通过有限元软件SATWE建立了32层框架-核心筒结构的三维模型,将加强层数量作为变量,对5种水平加强层设置方案进行自振特性及内力的分析,采用有限元软件SAP2000对外框架柱受力突变情况进行了分析。结果表明:加强层可有效减小结构前两个振型的周期,且对结构振动类型无影响;加强层设置层数越多,结构自振周期减小效果越好,但减小效率逐渐降低;加强层会引起结构内力分配上的突变。最后在总结归纳地震作用,分析加强层的设置对结构自振周期、内力分配及突变的影响规律的基础上,对加强层的设置提出了建议。

关键词：结构工程框架-核心筒结构加强层振动类型内力突变

钢筋混凝土摩擦耗能支撑框架-核心筒结构内力分析

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工程抗震与加固改造 2012年第3期34卷 108-111页

作者：黄婧周立超潘文徐卫宾昆明理工大学建筑工程学院云南昆明650224

对某框架-核心筒结构实际工程在两个不同的部位加设耗能支撑,采用ETABS软件,计算钢筋混凝土摩擦耗能支撑框架-核心筒结构在地震作用下的内力,分析了耗能器在地震作用下能否启动耗能和其耗能效果。结果表明,在多遇地震下耗能器不启动,在... 详细信息

对某框架-核心筒结构实际工程在两个不同的部位加设耗能支撑,采用ETABS软件,计算钢筋混凝土摩擦耗能支撑框架-核心筒结构在地震作用下的内力,分析了耗能器在地震作用下能否启动耗能和其耗能效果。结果表明,在多遇地震下耗能器不启动,在罕遇地震下耗能器启动耗能,能够较好的改善结构的抗震性能。

关键词：摩擦耗能支撑框架-核心筒结构时程分析法内力分析

基于ANSYS的超高层框架-核心筒结构考虑收缩徐变的施工过程模拟分析

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建筑结构 2016年第S1期46卷 258-262页

作者：马俊杰卢旦崔家春华东建筑设计研究院有限公司技术中心上海200011

基于ANSYS软件提出一种超高层框架-核心筒结构施工模拟方法。首先采用等效降温法计算混凝土收缩效应,采用ANSYS蠕变计算功能计算混凝土徐变效应,然后利用生死单元功能来实现施工过程模拟,最后通过ANSYS APDL编写程序进行二次开发。并通... 详细信息

基于ANSYS软件提出一种超高层框架-核心筒结构施工模拟方法。首先采用等效降温法计算混凝土收缩效应,采用ANSYS蠕变计算功能计算混凝土徐变效应,然后利用生死单元功能来实现施工过程模拟,最后通过ANSYS APDL编写程序进行二次开发。并通过对实际工程的施工模拟,分析了施工过程与混凝土收缩徐变对核心筒和钢框架柱的竖向变形、轴力、反力等的影响,为设计与施工的安全性提供参考依据。

关键词：框架-核心筒结构施工过程模拟收缩徐变竖向变形轴力变化

内筒偏置框架-核心筒结构扭转效应控制方法研究

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结构工程师 2017年第5期33卷 57-61页

作者：马强广州市设计院广州510620

内筒偏置将加剧框架-核心筒结构在地震作用下的扭转反应。研究了内筒偏置框架-核心筒结构的扭转效应控制方法。根据内筒偏置框架-核心筒结构的刚度分布特点,通过减小核心筒内墙厚度,调整核心筒外墙厚度以及核心筒外墙开洞等方法,可有效... 详细信息

内筒偏置将加剧框架-核心筒结构在地震作用下的扭转反应。研究了内筒偏置框架-核心筒结构的扭转效应控制方法。根据内筒偏置框架-核心筒结构的刚度分布特点,通过减小核心筒内墙厚度,调整核心筒外墙厚度以及核心筒外墙开洞等方法,可有效减小结构的扭转位移比。上述三种方法对结构扭转反应的控制程度由弱到强。需要注意的是,尽管外墙开洞可以从根本上解决内筒偏置框架-核心筒结构扭转位移比过大的问题,但是会引起结构周期比的较大波动,一般说来,洞口尺寸不宜过大。

关键词：框架-核心筒结构内筒偏置扭转效应

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墙体受拉对框架-核心筒结构抗震性能的影响

建筑结构 2019年第21期49卷 22-28页

作者：任重翠肖从真徐培福中国建筑科学研究院

以一个8度区、98m高的框架-核心筒结构为例,通过静力非线性分析和动力弹塑性时程分析,研究在水平荷载作用下墙体出现受拉情况后,结构抗震性能的变化和破坏模式的发展。结果表明,墙体受拉后,抗侧刚度快速下降,内力发生重分布,受拉、受压... 详细信息

以一个8度区、98m高的框架-核心筒结构为例,通过静力非线性分析和动力弹塑性时程分析,研究在水平荷载作用下墙体出现受拉情况后,结构抗震性能的变化和破坏模式的发展。结果表明,墙体受拉后,抗侧刚度快速下降,内力发生重分布,受拉、受压墙肢承担的内力差异增大;受压侧墙肢承担了主要内力,结构最终因首层受压侧墙肢压弯承载力不足、无法继续抵抗外力而破坏。

关键词：框架-核心筒结构静力非线性分析动力弹塑性时程分析墙体受拉受压破坏