基于振动台试验的斜交网格-核心筒结构抗震性能分析

《基于振动台试验的斜交网格-核心筒结构抗震性能分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、广州大学硕士学位论文基于振动台试验的斜交网格-核心筒结构抗震性能分析专业：建筑与土木工程研究生：沈文涛指导教师：吴迪摘要斜交网格-核心筒结构是一种新型的复杂高层混合建筑结构，由于其特殊的外在造型所带来的建筑美学上的视觉冲击以及其外筒巨大的刚度，在当今的高层建筑结构中被频繁采用，深受设计师的喜爱，深圳农商银行大厦就是采用了这种结构体系的高层建筑结构。但是这类结构体系不同于传统的框筒结构，外筒交叉布置的斜柱替代了传统立柱，以其轴力承担着结构的竖向荷载和侧向荷载，导致其外筒的传力路径、结构的整体破坏模式有着显著的不同

2、。目前此类结构的震害资料相对较少，有关地震作用下结构的响应研究还不够深入，需要对其抗震性能和受力分析做进一步深入地研究。本工程-深圳农商银行大厦外筒采用等角度斜交立柱，存在多处超限情况：外筒斜交网格与楼板周边梁不相连；不同于其他斜交网格结构，斜柱之间没有使用水平环梁；在结构的底部四层之间没有楼板，内外筒之间是彼此独立的系统。为确保该复杂结构在地震作用下的安全、可靠性，采用当今最为成熟也是最为直接可靠的模拟地震振动台试验方法，并结合有限元数值仿真模拟分析，对该结构展开全面地系统深入地抗震性能研究。本文首先根据相似

3、原理以深圳农商银行大厦原型结构为基础设计并制作了几何相似比为1:20的缩尺试验模型，并在广州大学抗震研究中心进行了模拟地震振动台试验。试验以甲方提供的三条地震波（一条人工波、两条天然波）作为地震输入激励，分别进行了7度多遇、7度设防、7度罕遇不同水准烈度地震作用下单向、多向共38个加载工况，并在模型结构相应位置布置了加速度传感器以及应变传感器。试验测定了模型结构的动力特性、基本的动力响应（楼层加速度、楼层位移、楼层扭转、层间位移角等）以及关键受力部位应变情况，勘察了模型结构内筒剪力墙和楼板的裂缝分布以及外筒斜柱

4、破坏情况。根据试验宏观破坏现象和模型结构经历不同水准烈度地震作用前后动力特性的变化情况表明：在经历不同水准烈度地震作用后结构各阶频率呈下降趋势，结构进入塑性状态；结构外筒斜柱在变截面处部分构件出现受压屈曲破坏现象，同时在内筒较高楼层剪力墙肢出现水平裂缝；沿结构高度方向结构水平变形基本呈倒三角分布模式，结I基于振动台试验的斜交网格-核心筒结构抗震性能分析构整体抗震性能良好。其次基于OPENSEES软件，建立了原型结构非线性模型，对比试验结果与有限元计算结果显示：模型动力响应在趋势上保持一致，并且误差大小在可接受范

5、围之内，验证了有限元模型的正确性。在此基础之上为进一步深入研究结构内外筒协同工作性能以及外筒斜柱失效路径，对有限元模型展开了静力推覆分析，结果表明：在内外筒协同工作方面，外筒斜柱是结构主要抗侧力构件，随着结构的变形增大外筒各层剪力所占比例逐渐增大，同时外筒斜柱存在刚度退化到一定程度后将迅速下降；在外筒屈服路径方面，外筒斜柱在变截面处是结构潜在的薄弱环节首先出现屈服，此后斜柱从初始破坏楼层朝上下层发展，同时还保持着往破坏层中间立面发展的趋势，整体上表现出较强的空间受力特征。关键词：斜交网格-核心筒结构；振动台试验

6、；有限元分析；抗震性能II广州大学硕士学位论文SeismicPerformanceAnalysisofDiagrid-CoreTubeStructureBasedonShakingTableTestMajor:ArchitectureandCivilEngineeringName:ShenWenTaoSupervisor:WuDiAbstractDiagrid-coretubestructureisanewtypeofcomplexhigh-risecompositebuildingstructure,Beca

7、useofthevisualimpactofitsspecialexternalmodelingandthehugestiffnessoftheoutertube,itwasusedfrequentlyinthehigh-risebuildingstructurenowadays,andverypopularwithdesigners,ShenzhenRuralCommercialBankBuildingadoptedthishigh-risebuildingstructuresystem.Butthiskin

8、dofstructuresystemisdifferentfromthetraditionalframe-tubestructure.Thecross-arrangedinclinedcolumnoftheoutertubereplacesthetraditionalcolumn,andtheverticalandlateralloadsofthestructureareborneby