非对称建筑连体结构抗震性能研究

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国内外建筑功能与结构形式多样,为满足建筑使用要求,建筑物之间连体结构应运而生。连体结构是两座或以上建筑通过设置连廊,将建筑串联而形成的复杂建筑结构形式。建筑物间通过架空的连廊结构形成整体,丰富了建筑的功能,应用日趋广泛。连廊的设计改变了原有独立结构的动力特性,使独立的塔楼之间相互影响,容易出现祸联振动或扭转等现象,整理结构受力变得更加复杂。因此本文以厦门船舶重工商务办公楼工程设计实例为对象,利用SAP2000有限元软件进行建模分析,研究增加连廊后非对称建筑结构抗震性能。本文通过具体工程案例,首先分析了连接体增加前后对结构动力特性的影响。其次,改变结构的研究参数,分别利用反应谱法和时程分析法分析了连廊连接方式、所处位置、连廊个数及非对称性程度四个方面因素对结构动力特性和地震响应的影响。主要研究成果如下:(1)连廊连接方式改变时,无连接的结构自振周期大于两端刚接或铰接的结构。两端刚接的结构刚度最大,周期最短。由于该工程两侧塔楼为非等高、非对称结构,因此连廊设计位置对结构自振特性的影响较复杂。连廊个数增加时,结构整体刚度明显增大,结构自振周期减小。建筑单体楼层高度差异越大,则结构自振周期越小,扭转效应越明显。从结构振型来看,连体结构与非连体结构相比,各阶阵型不再是单一方向的振动,结构的扭转、祸联振动相对显著,已经成为非对称连体结构重要的振动特征。(2)采用振型分解反应谱法得到结构内力和变形,从分析结果来看,高层建筑层间位移角均小于规范限值,符合抗震设防要求。且通过对比反应谱与时程分析结果进一步验证了模型的准确性。(3)根据结构场地类别选取两条天然地震波和一条人工波进行时程分析,分别改变连体结构的连廊连接方式、设计位置和数量,分析了参数的改变对整体结构的底部剪力,顶层位移,顶层加速度以及连廊跨中内力的影响,为工程设计提供一定的参考依据。
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