带旋转餐厅高层建筑结构弹塑性分析

论文摘要

从70年代开始我国建造的一些高层旅游宾馆的顶部布置了旋转餐厅。旋转餐厅一般布置在建筑物的顶部,多数突出于主体建筑的屋面之上,成为高级旅游宾馆的标志,它对建筑物的建筑体型和艺术风格有重要影响。在其以优美姿态吸引人们的视线,为人们提供舒适生活和办公环境的同时,由于其存在竖向收进及悬挑、楼面转换问题,属不规则高层建筑结构,如何评估和保证其在地震作用下的可靠性,是结构抗震研究的重要课题。本文以某带旋转餐厅高层结构为背景,对带旋转餐厅高层建筑结构抗震性能进行了研究分析,主要内容如下:（1）采用振型分解反应谱法对带旋转餐厅高层建筑结构进行了分析,得到结构在x、y方向的层间位移角、层间位移、楼层位移及顶层最大位移等响应。（2）研究和讨论了静力弹塑性分析的原理、假定、实施步骤;采用两种水平力加载模式对带旋转餐厅高层结构进行静力弹塑性推覆分析,给出了静力弹塑性分析的具体过程,通过分析带旋转餐厅高层结构在罕遇地震作用下的工作性能及其薄弱环节,对结构在罕遇地震下的行为有了全面的了解,并对结构抗震性能做出了比较合理的评价;探讨了push-over分析方法在带旋转餐厅高层建筑结构抗震性能分析中的适用性。（3）重点研究和讨论了时程分析法的假定、计算步骤、结构的力学模型、地震波的选用、模型恢复力曲线以及结构动力方程的建立和求解,并采用三条地震波对简化的层模型结构进行了弹塑性时程分析。（4）分别将多遇地震作用下的push-over分析结果与相同地震烈度作用下反应谱法分析结果及罕遇地震下的静力弹塑性分析结果与弹塑性时程分析结果进行了对比,通过分析对比,模态push-over分析可以较好的考虑高阶振型的影响,更适合带旋转餐厅高层结构的静力弹塑性分析,为进一步研究并完善push-over分析方法在这类结构中的应用提供了依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 带旋转餐厅高层建筑结构
• 1.2.1 带旋转餐厅高层建筑结构概况
• 1.2.2 结构选型
• 1.2.3 地震作用
• 1.3 基于性能的抗震设计研究概况
• 1.4 本课题的研究背景
• 1.5 本课题的工程背景
• 1.6 本文研究的主要内容
• 第2章 带旋转餐厅高层建筑结构反应谱分析
• 2.1 引言
• 2.2 反应谱分析的步骤
• 2.2.1 反应谱工况
• 2.2.2 振型数的选择
• 2.2.3 振型组合
• 2.2.4 方向组合
• 2.3 结果整理与分析
• 2.3.1 振型质量参与系数
• 2.3.2 反应谱工况specx作用下，x向侧向荷载分布方式
• 2.3.3 反应谱工况specx作用下，x向的层位移、层间位移角
• 2.3.4 反应谱工况specy作用下，y向侧向荷载分布方式
• 2.3.5 反应谱工况specy作用下，y向的层位移、层间位移角
• 2.4 本章小结
• 第3章 带旋转餐厅高层建筑结构静力弹塑性（push-over）分析
• 3.1 push-over分析方法的基本理论
• 3.1.1 push-over分析方法的基本假定
• 3.1.2 等效单自由度体系法的原理及其基本步骤
• 3.2 push-over分析的几种方法
• 3.2.1 能力谱法
• 3.2.2 目标位移法
• 3.3 性能点的确定
• 3.4 水平加载模式
• 3.4.1 均布加载模式
• 3.4.2 倒三角加载模式
• 3.4.3 多振型加载模式
• 3.4.4 模态push-over分析
• 3.5 反应谱参数转换
• 3.6 Push-over分析的单元模型
• 3.7 塑性铰的定义
• 3.8 带旋转餐厅高层建筑结构静力弹塑性分析
• 3.9 本次分析所做的工作
• 3.10 提取的主要结果
• 3.10.1 push-over2、push-over4工况作用下提取的主要结果
• 3.10.2 push-over3、push-over5工况作用下提取的主要结果
• 3.11 本章小结
• 第4章 带旋转餐厅高层建筑结构动力弹塑性时程分析
• 4.1 概述
• 4.2 结构动力方程的建立
• 4.2.1 结构动力方程
• 4.2.2 结构的质量矩阵
• 4.2.3 结构的阻尼矩阵
• 4.3 动力弹塑性分析中结构与构件的非弹性特征模型
• 4.3.1 层模型
• 4.3.2 杆系模型
• 4.3.3 杆系—层模型
• 4.3.4 剪力墙单元模型
• 4.4 构件的恢复力模型
• 4.4.1 退化三线型模型
• 4.4.2 恢复力模型特征参数
• 4.5 地震波选用
• 4.5.1 地震记录
• 4.5.2 选择地震记录的原则
• 4.5.3 实际地震记录的调整
• 4.6 结构动力方程的求解
• 4.6.1 动力方程求解
• 4.6.2 动力弹塑性分析的基本步骤
• 4.7 动力弹塑性计算结果及分析
• 4.8 本章小结
• 第5章 反应谱分析、push-over分析及弹塑性时程分析结果对比
• 5.1 push-over分析与反应谱分析结果对比
• 5.1.1 x方向层间位移角曲线、层位移曲线
• 5.1.2 y方向层间位移角曲线、层位移曲线
• 5.2 push-over分析与动力弹塑性时程分析结果对比
• 5.2.1 x方向层间位移角曲线、层位移曲线
• 5.2.2 y方向层间位移角曲线、层位移曲线
• 5.3 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研工作
• 致谢