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近年来高层建筑发展迅速,由于建筑功能的需要,下部布置刚度小的框架柱以获得大空间作为商场、餐馆、文化娱乐设施,上部布置刚度大的剪力墙形成小空间作为住宅、旅馆或办公用房。为了实现这种结构布置,就必须在结构转换的楼层设置转换层。在地震区,许多高层建筑的转换层位置较高,一般在3~6层,有的位于7~10层,一些建筑转换层设置甚至超过10层,即出现了所谓高位转换结构。可以说,这类建筑已成为现代高层建筑发展的一大趋势,尤其是现代大城市用地紧张以及复杂的立体交叉更是如此。目前采用高位转换层来实现上下部分结构改变的高层建筑物运用的越来越多。目前对高位带转换层结构体系的基本性能已做了很多研究,但是仍处于探索阶段,其理论研究和实验研究均不充分。
本文从工程实例出发,首先采用MIDAS和SATWE对该复杂高层建筑结构进行整体建模分析,结合该工程提供的地震人工波对结构进行了静力反应谱分析和弹性时程分析,对结构的整体受力和变形性能以及两种软件的计算结果进行对比分析。通过改变转换层不同的设置高度,对比分析探讨了转换层设置在不同位置对结构基本动力特性、变形特性及局部受力构件应力变化等的影响。通过改变楼板不同的计算假定,对比分析探讨了楼板不同的计算假定对结构基本动力特性、变形特性及局部受力构件应力变化等的影响。最后,对结构弹塑性分析方法的原理、步骤及优缺点进行了介绍、重点介绍了能力谱方法(Capacity Spectrum Method)的原理和基本概念:然后采用中国建筑科学研究院新开发的多层、高层建筑结构弹塑性静力分析(PUSH&EPDA)软件对结构进行了静力弹塑性(Push-over)分析,对结构在大震作用下的变形性能进行了直观的描述,通过对结构静力推覆分析下的能力谱曲线和杆端塑性铰变形状态的分析,证明了结构满足罕遇地震作用下的性能目标。