摘要
大底盘高层建筑属于竖向收进结构，结构刚度和质量沿竖向分布不均匀，在收进位置存在突变，易形成薄弱层，通常在地震中首先发生破坏。在山地建筑中应用大底盘塔楼结构，这种结构形式先天形成两处薄弱层。关于此类结构的研究在国内较少，有必要对其抗震性能进一步研究。本文主要研究大底盘单塔楼山地掉层结构，采用PKPM软件进行结构设计，利用SAUSAGE软件进行弹性和弹塑性时程分析，研究此类结构的受力特点及抗震性能。主要的研究工作如下： （1）应用PKPM软件，建立不同掉层层数、不同掉层跨数和不同塔楼偏置度的大底盘单塔楼掉层框架结构模型，采用振型分解反应谱法进行水平地震作用计算分析，通过比较各模型的周期、扭转位移比、层位移、层间位移角、层间剪力等动力参数，研究改变掉层层数、掉层跨数和塔楼偏置度对大底盘山地掉层框架结构的抗震性能影响。 （2）应用SAUSAGE软件对代表模型分别进行弹性和弹塑性时程分析，比较其层位移、层间位移角、层间剪力等动力参数与振型分解反应谱法计算结果的差异，以进一步研究小震下结构动力响应，分析大震下结构损伤分布情况，得出结构薄弱位置。 （3）以某工程为例，为解决其设计中存在山地掉层框架结构上接地层扭转效应明显，刚度突变，上接地柱先于其他破坏等问题，通过改变结构底部刚度，建立不同结构模型，对比各模型的周期、扭转位移比、最大层位移、最大层间位移角、层间剪力等动力参数，以及考察大震下结构损伤情况，以分析不同底部刚度分布对大底盘单塔楼山地掉层框架结构的抗震性能影响。 研究得出的主要结论如下： （1）大底盘单塔楼山地掉层框架结构裙房部分扭转效应严重，塔楼部分扭转效应与普通结构差不多。上接地层扭转位移最大，层间位移角及层间剪力均发生突变，易形成薄弱层，大震下上接地柱和裙房顶上1~2层的柱损伤最严重。 （2）大底盘单塔楼山地掉层框架结构塔楼偏置度对扭转效应影响最大，对层位移、层间位移角、层间剪力影响很小。 （3）增加下接地端至坎上部分裙房刚度能有效减轻掉层结构扭转效应，通过增加剪力墙比加大柱截面的结构抗震性能效果更优，减弱上接地层和裙房顶上1~2层薄弱层的形成。
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