脉动风荷载下钢筋混凝土巨—子型控制结构的研究

论文摘要

随着我国经济和社会的快速发展,城市人口密度的增加,超高层建筑将会得到越来越广泛的应用,因此有必要对超高层建筑的合理结构形式和动力响应计算方法进行系统研究。 巨型框架结构是随着结构工程的发展和控制理论的深入研究出现的一种超高层建筑结构形式。本文利用结构控制的基本思想和主结构与子结构之间的相对独立性,提出一种新的巨—子型控制结构形式。 本文首先从结构形式上闸述了钢筋混凝土巨—子型控制结构与一般巨型框架结构的不同。本文根据风荷载基本理论推导出顺风向脉动风压谱的计算公式,风荷载采用了更能反应实际情况的Daveport谱有色噪声模型进行研究创新,并对脉动风荷载进行计算机模拟。 本文重点在有限元数值分析方面对巨—子型控制结构进行了深入研究。为了使分析结果能更准确的反映实际结构受力特性,本文根据有限元杆系原理,建立了有限元模型。首先进行了模态分析,讨论了钢筋混凝土巨—子型控制结构的主要结构参数及附加柱刚度对结构整体刚度的影响:利用脉动风荷载计算机模拟的荷载值,并对它和一般的巨型框架结构进行了脉动风荷载下的时程对比分析,讨论了钢筋混凝土巨—子型控制结构的主要结构参数对减振效果的影响,研究了钢筋混凝土巨—子型控制结构的动力特性。结果表明:通过合理选择巨—子型控制结构的主、次框架的主要结构参数及附加柱刚度,可以较好的控制巨—子型控制结构在顺风向脉动风荷载作用下的位移响应和加速度响应,既提高了结构的安全性,又可以满足舒适度的要求,从而证明了本文提出的这种新型的巨—子型控制结构是一种理想的超高层建筑结构形式,其将具有广阔的发展前景。

论文目录

• 第一章 绪论
• 第一节 引言
• 第二节 巨—子型控制结构简介
• 1.2.1 巨型框架的概念和优点
• 1.2.2 结构振动控制的概念
• 1.2.3 巨—子型控制结构简介
• 1.2.3.1 一般巨型框架结构与巨—子型控制结构的结构形式比较
• 1.2.3.2 巨—子型控制结构的荷载和作用力
• 1.2.3.3 巨—子型控制结构的设计要求
• 第三节 研究背景
• 第四节 本论文的主要研究内容
• 第二章 风荷载的计算与模拟
• 第一节 风荷载的定义
• 第二节 风荷载的获取
• 2.2.1 风荷载的测试技术方法
• 2.2.2 风荷载数值模拟方法
• 第三节 风荷载的谱特性
• 第四节 风荷载的计算机模拟
• 第三章 巨—子型控制结构的有限元分析
• 第一节 巨—子型控制结构的有限元计算模型
• 第二节 巨—子型控制结构的有限元模型的模态分析
• 3.2.1 巨—子型控制结构与一般巨型框架结构的模态对比分析
• 3.2.2 附加柱对巨—子型控制结构的刚度影响
• 3.2.3 主、次框架的结构参数分别对主、次框架刚度及质量影响
• 第三节 巨—子型控制结构的脉动风荷载时程分析
• 3.3.1 巨—子型控制结构与一般巨型框架结构的时程对比分析
• 3.3.2 附加柱刚度对巨—子型控制结构的脉动风振反映的影响
• 3.3.3 主框架的结构参数对巨—子型控制结构的脉动风振反映的影响
• 3.3.4 次框架框架梁、框架柱的刚度对风振反应的影响
• 第四章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢