山地建筑结构竖向不规则刚度控制方案对比的分析

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1、ComparativeAnalysisofStiffnessControlSchemesforBuildingStructuresSupportedbyFoundationsatDifferentGroundLevelsAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByZhouXiaoyanSupervisor:AssProf.JiShuya

2、nProf.LiYingminSpecialty:CivilEngineeringCollegeofCivilEngineeringofChongqingUniversityChongqing,ChinaMay2015中文摘要摘要山地建筑结构发展的日趋快速，越来越被广泛应用于很多山地城市，其中掉层结构形式应用最为普遍。掉层结构由于其竖向不规则性导致结构刚度突变，使得整个结构的受力、变形特点较普通建筑结构有很大的不同，而目前针对掉层结构如何控制竖向刚度不均匀的研究还存在不足。为此，本文从刚度控制这一方向出发

3、，寻求使这种特殊结构在地震作用下控制其受力变形性能处于一较好状态的方案，主要通过两种刚度控制方案对掉层框架结构进行弹性、弹塑性分析研究并做对比来展开。本文主要以掉层结构为研究对象，采用SAP2000有限元分析软件对掉层结构不同刚度分布的控制方案、等效刚度比的控制方案以及控制掉层结构对应部分刚度比值为固定值1时的弹性阶段分析；运用软件PERFORM-3D软件对掉层结构在三种刚度控制方案下罕遇地震作用时的动力弹塑性分析，对其抗震性能进行评价及探讨刚度控制方案的有效性。通过本文的分析研究，主要得到以下结论：①以

4、层刚度比、左右刚度比即结构不同刚度分布控制掉层结构时，掉层底部的刚度不能简单地套用D值法，利用串并联柱对D值法修正后再对其单跨底层不等高框架柱抗侧刚度的修正得到。②利用高规中“等效刚度比”对掉层框架结构进行刚度控制，由于掉层结构底部存在两个不同的嵌固端，通过定义上接地层及所掉部分掉层结构的起算高度以上接地层接地柱与非接地柱的受力情况而定，最终本文所涉及的模型掉层底部的起算高度从上接地层起算。③掉层结构不同刚度分布与等效刚度比分别控制掉层结构时，弹性阶段等效刚度比在控制层间位移角表现出较好的控制效果；以这两

5、种刚度控制方案分别对结构进行了弹塑性分析，从层间位移角、塑性铰分布、上接地柱滞回曲线等进行了罕遇地震、超强地震作用下的结果对比，发现掉层结构在弹塑性分析后所表现的多个方面，控制层刚度比、左右刚度比能够更好的表现出结构的控制效果。④通过弹性分析、弹塑性分析结果对比，建议以层刚度比、左右刚度比控制掉层结构抗震性能设计，其次等效刚度比对掉层框架结构的刚度控制可能存在一定的欠缺，有待研究。⑤初次提出对应部分刚度比，在控制掉层结构的抗震性能方面还有待更深入的研究。关键词：掉层结构，不同刚度分布，等效刚度比，对应部分

6、刚度比，抗震性能I重庆大学硕士学位论文II英文摘要ABSTRACTAswithmountainousbuildingstructureincreasinglyrapiddevelopment,it’smoreandmorewidelyappliedinalotofmountainouscities,themostcommonformbeingcliff-structure.Becauseoftheverticalirregularityleadingtostiffnessmutation,thestres

7、sanddeformationcharacteristicsofthecliff-structuresarequitedifferentfromthatofordinarystructures.Andnowthestudyonhowtocontroltheverticalunevenstiffnessofthecliff-structureisstillshortage.Therefore,thisarticleembarksfromthestiffnesscontrollinginordertofind

8、anoptimalschemeofthestressofthestructureperformanceshowingingoodcondition.Mainlytwokindsofstiffnesscontrollingschemewascarriedoutonelasticandelastic-plasticanalysisofcliff-structuretoevaluatethestructure’sseismicper