带梁式转换层的高层建筑抗震性能的研究

论文摘要

为了满足建筑功能上的要求,高层建筑常常需要设置转换层,主要抗侧力的竖向构件沿高度方向上不连续,结构竖向刚度分布不均匀。在地震作用下,由于刚度的突变结构极易产生薄弱层,对抗震不利。从转换形式来看,由于梁式转换层相对于其他的转换结构的优势,目前在实际工程广泛采用,未来也将有很大的发展空间。本文首先介绍了转换层结构的现状和发展趋势,然后讨论了几种钢筋混凝结构的计算模型及地震反应的分析方法。算例采用一个带梁式转换层的框架—核心筒结构为研究模型,分析了在不同高位转换层设置时结构的地震反应以及转换层上下的刚度变化情况;在考虑竖向荷载作用下对转换大梁进行了局部有限元分析。运用SATWE对模型在不同高位转换层的设置时的地震反应(如位移、剪力、刚度等)进行了对比分析;采用SAP2000对比分析振型分解反应谱法和弹性时程分析的结果;在整体空间分析的计算基础上,通过ABAQUS对转换大梁进行局部有限元分析。对于不同高位设置转换层模型在7度多遇地震作用下,通过对比周期、位移及剪力,得到随着转换层设置高度的增加,结构的地震反应加剧,结构的整体性差,不利抗震的结论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 国内外转换层结构的研究现状
• 1.3 梁式转换层结构现状与发展趋势
• 1.4 转换层结构研究的几方面问题
• 1.5 本文的主要研究内容
• 第二章 结构振动及地震反应分析方法
• 2.1 结构自振特性的分析方法
• 2.2 运动方程的建立方法
• 2.3 地震反应计算方法
• 2.3.1 振型分解反应谱法
• 2.3.1.1 地震作用的计算
• 2.3.1.2 振型组合
• 2.3.1.3 非弹性情况时公式的修正
• 2.3.2 底部剪力法
• 2.3.2.1 结构的底部剪力
• 2.3.2.2 质点的地震作用
• 2.3.3 时程分析方法
• 第三章 钢筋混凝土结构计算模型及构件有限元理论
• 3.1 结构的振动计算模型
• 3.1.1 总体模型
• 3.1.2 层模型
• 3.1.3 杆系模型
• 3.1.4 杆系—层模型
• 3.2 钢筋混凝土有限元模型
• 3.2.1 钢筋混凝土有限元模型
• 3.2.1.1 空间梁柱单元
• 3.2.1.2 剪力墙厚壳单元
• 3.2.1.3 楼板薄壳单元
• 第四章 带梁式转换层结构计算算例
• 4.1 算例模型介绍
• 4.2 转换梁不同高位设置时抗震性能分析
• 4.2.1 SATWE简介
• 4.2.2 不同高位转换对周期的影响
• 4.2.3 不同高位转换对位移和地震反应力的影响
• 4.2.4 不同高位转换层上下刚度比
• 4.3 高位转换与无转换情况的对比
• 4.4 楼板刚、弹性假定对地震反应的影响
• 4.5 结构弹塑性时程分析
• 4.6 转换梁有限元分析
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文