带梁式转换层的复杂高层结构倒塌机理研究-防灾减灾及防护工程专业论文.docx

西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 带梁式转换层的复杂高层结构倒塌机理研究 专 业： 防灾减灾及防护工程 硕 士 生： 谭 丽 娜 指导教师： 赵 歆 冬 摘 要 现代高层建筑往往需要设置转换层来满足其对建筑功能的要求。转换层的存在 导致整个结构竖向传力路径不连续，结构竖向侧向刚度分布不均匀。地震作用下， 转换层的存在使地震作用沿竖向分布不均匀，导致结构刚度突变处，地震作用较 大，首先产生破坏，引起整个结构的倒塌，不利于结构抗震。然而，由于建筑使 用功能的要求，梁式转换结构是目前实际工程中应用最为广泛的结构形式之一。 为保证梁式转换结构的安全，设计中避免结构的破坏，系统研究梁式转换结构的 受力性能和地震作用下的倒塌机理尤为重要。 本文较系统的研究了带转换层结构的设计方法及结构抗震性能分析方法，以一 带梁式转换层的具体工程结构为例，应用工程设计软件 SATWE 对三个不同上、 下侧向刚度比的梁式转换层模型进行了 7 度多遇地震作用下的阵型分解反应谱法 计算和时程分析，研究了转换层上、下结构等效侧向刚度比对结构抗震性能的影 响，结果表明：竖向构件上的洞口可以显著影响结构的刚度，调整截面尺寸的效 果并不明显。在实际工程中，竖向构件的开洞是难以避免的，因此对洞口的处理 要多加重视；随着侧向刚度比的增加在一定程度上会影响结构的抗震性能，不利 于结构抗震。 采用有限元分析软件 MIDAS/Building 对工程模型进行了静力弹塑性分析，研 究了大震作用下结构的静力弹塑性性能，找出了结构塑性铰的出现规律，总结了 结构的倒塌机制，研究结果表明：转换层的存在引起结构的刚度突变和竖向传力 路径的改变，使结构的层间位移角发生了较大的突变，这对复杂结构抗震性能不 利；带梁式转换层复杂高层在大震中，框支部分很难保证出现单纯的梁铰，有不 少梁柱混合铰出现，难以完全实现“强柱弱梁”的目标，在工程实际中应通过计 算和构造措施对柱端进行加强，以保证塑性铰先出现于梁端；转换层附近楼层， 特别是靠近转换梁附近的剪力墙在大震中容易损伤，墙体钢筋可能会出现屈服， 应加强剪力墙端部边缘构件的构造措施，剪力墙结构中的连梁和短肢墙体，在结 构中较薄弱，应当适当加强；结构进入弹塑性阶段后，转换层附近的层位移、层 间位移角还有较大的突变。 关键词：梁式转换层；侧向刚度比；动力时程；静力弹塑性；抗震性能 COLLAPSE MECHANISM RESEARCH ON COMPLACATED HIGH-RISE BUILDING WITH TRANSFER GIRDER Specialty： Disaster Prevention and Mitigation Engineering and Protection Engineering Name： Tan Li-na Instructor： Zhao Xin-dong ABSTRACT In order to meet the function of structure, we usually set transfer floor in high-rise building which means lateral force-resistance members are discontinuousness and stiffness is uneven in vertical..Structure appears weak storey under seismic force.It is harmful to anti-seismic.Girder transfer has more advantages than other types of transfer structure,and the girder transfer floor is used widely.It has a large development space in the future.While quite a lot of questions urBuildingt to be solved. In this paper, the design method of structure with transfer story and antiseismic performance analysis are systematically introduced.Take a specific project with transfer story as example, three different ratios of equivalent lateral stiffne