关键词:
钢结构建筑
连体构件
地震荷载
结构动力学
摘要:
现代建筑对于外观造型和使用功能等方面要求日益多样化,建筑的平面布置和竖向体型不断趋于复杂,多重复杂多层钢结构陆续出现。此类结构由多种结构体系组合而成,各部分均存在局部不规则,传统划分单元的方法不再适用。此外,限于建筑功能的要求,常常不允许设置防震缝。针对上述问题,本文以姜堰文体中心为工程背景,采用不设缝整体设计的思路,提出了合理的设计方案,做到了对结构的规则化改进,使其具有良好的抗震性能。\n 本研究主要内容包括:⑴对复杂多层钢结构进行初步方案设计和自振特性、位移及变形、不规则性分析,考察概念设计建议的可行性,并提出合理的比选方案。⑵进行多方案基本动力特性分析和多遇地震下的振型分解反应谱分析、时程分析,考察其弹性抗震性能,比较各方案的优劣,评价不同优化措施的改善效果。⑶进行罕遇地震下的静力弹塑性分析,考察其弹塑性抗震性能,找到结构薄弱的部位和构件,并提出进一步加强措施。\n 本研究得出以下主要结论:①不设缝整体设计的思路适用于多重复杂多层钢结构,提出的整体设计方案(连体设置桁架,两端强连接,且错层两侧采用相近结构体系)也是合理可行的,最大程度降低了连体与错层的不利影响。②不设缝整体设计时,多重复杂多层钢结构的局部不规则性得到有效改善,各控制参数均能满足规范要求,弹性和弹塑性抗震性能有足够的保障。③连体部分对该多重复杂多层钢结构的抗震性能影响最大,“强连接”、“混合空腹桁架”也适用于该结构。连体本身刚度增加、质量降低,相较增加斜撑、水平撑更有利于提高整体规则性,改善连体部分构件受力,增加结构延性。④连体两端的两种强连接方式(铰接、刚接)对多重复杂多层钢结构的抗侧刚度、抗扭刚度的影响不大。刚接更能减小连接体的竖向位移和楼板应力,但鉴于其改善效果不明显,且考虑到施工难度,建议采用铰接。⑤加大横向(y向)刚度可有效增加多重复杂多层钢结构的周边刚度,使刚心和质心更加接近,限制平面扭转不规则。⑥研究表明:在不设防震缝的情况下,可以通过合理的整体设计来调整多重复杂多层钢结构的局部不规则性,取得良好的抗震性能,为实际工程设计提供参考。