坡地不等高嵌固高层建筑结构地震扭转效应分析及抗震设计研究

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坡地高层建筑是山地城市一道亮丽的风景线,其出现很好地协调解决了我国建设用地紧张与保护耕地资源之间的矛盾。而目前还没有开展坡地不等高嵌固高层建筑结构设计方面的系统研究,缺乏对坡地不等高嵌固高层建筑结构设计具有指导意义的研究成果,更谈不上与之相关的设计规程与规范,理论研究滞后于工程实践的需要。论文在介绍了三种常见的坡地不等高嵌固边界约束条件的基础上,建立坡地不等高嵌固高层混凝土框架结构、剪力墙结构的空间计算模型,采用振型分解反应谱法进行分析,研究了在不等高嵌固的边界约束条件下结构的抗震性能。研究的主要内容包括:对比分析了结构在坡地不等高嵌固与等高嵌固两种边界约束条件下,结构的动力特性、变形特性、内力特性之间存在的差异性并提出相应的抗震措施及设计建议。  通过本文的分析,得出以下主要结论:  ①坡地不等高嵌固高层建筑结构,在受到沿着不等高嵌固方向的水平地震作用下,不等高嵌固引起结构首层各竖向构件之间的刚度不均,将导致结构底部几层成为抗震薄弱部位。  ②坡地不等高嵌固高层建筑结构,在受到垂直于不等高嵌固方向的水平地震作用下,不等高嵌固的边界约束条件将加重结构所受到的扭转效应,导致结构底部几层成为抗震薄弱部位。  ③坡地不等高嵌固的边界约束条件导致结构产生的扭转效应主要集中作用在结构的底部几层,表现为结构底部几层的质心与刚心偏心,侧移刚度、楼层位移比、竖向及水平构件的内力出现突变,但对结构的周期比影响很小。  ④在结构首层垂直于坡度方向的竖向构件出现最大水平位移处,采取加大梁柱断面、加斜撑、加剪力墙、将台阶型不等高嵌固的首层部分楼盖固结于基础顶面等抗震措施有助于改善结构的扭转效应。
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