地震作用下大底盘三塔连体高层结构受力性能研究

论文摘要

随着经济的不断发展,高层建筑正日益向多功能方向发展,为了满足建筑功能和建筑外观的多样化需求,一批现代高层建筑以全新的面貌呈现在人们面前,大底盘三塔连体结构就是其中的一种形式。目前国内主要对大底盘双塔连体结构研究的较多,而且工程实际应用也以大底盘双塔连体结构为主,由于大底盘三塔连体结构受力复杂,对其展开深入研究是非常具有实际意义的。论文完成的主要工作如下:(1)从静力的角度分析归纳介绍了不同连接体形式的受力特点,在结构初步设计时,可以根据其不同连接体形式的受力特点以及应用的一些范围进行一个大致的结构选型。(2)用反应谱法进行了大底盘三塔连体结构动力计算,从刚度矩阵的角度介绍了大底盘三塔连体结构扭转效应明显的内在本质。(3)探讨了大底盘三塔结构、大底盘三塔连体结构利用振型分解反应谱法进行动力计算时,所需要的计算振型数的选取。(4)分析了大底盘三塔连体结构连接体与塔楼之间采用不同支座连接形式对结构受力性能的影响。(5)从整体受力性能的角度出发,分析了底盘高度相对结构总高度不同情况时,结构整体受力性能的变化,给出了底盘大致的合理高度取值。(6)讨论了大底盘三塔连体结构随着连接体的位置变化,结构整体受力的变化规律。(7)对刚性连接对称大底盘三塔连体结构和大底盘单塔结构用MIDAS/Gen进行了静力弹塑性分析,分析了其破坏的特点,指出了大底盘三塔连体结构与大底盘单塔结构的薄弱层位置及其破坏的不同点所在。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 大底盘三塔连体结构的组成
• 1.3 连体结构的特点和分类
• 1.3.1 连体结构的特点
• 1.3.2 连体结构的分类
• 1.4 大底盘三塔连体结构的研究现状
• 1.4.1 多塔楼及多塔连体高层建筑的动力分析模型
• 1.4.2 静力、动力特性和地震响应的研究
• 1.4.3 试验研究
• 1.4.4 抗风的研究
• 1.4.5 多塔和连体的结构控制
• 1.5 本文的主要研究内容
• 第2章 连接体结构形式和有限元计算模型
• 2.1 连接体的结构形式及受力特点
• 2.1.1 普通桁架式连接体
• 2.1.2 空腹桁架式连接体
• 2.1.3 悬臂式连接体
• 2.1.4 托梁、吊梁式连接体
• 2.2 连接体结构形式的比较
• 2.3 多塔楼及多塔楼连体高层结构中构件的有限元模型
• 2.3.1 柱、梁和支撑模型
• 2.3.2 剪力墙模型
• 2.3.3 楼板模型
• 2.4 本章小结
• 第3章 大底盘三塔连体结构的模态分析
• 3.1 大底盘三塔连体结构振型分解反应谱法的应用
• 3.1.1 选用的计算模型
• 3.1.2 坐标系的选取
• 3.1.3 参数计算
• 3.1.4 结构的动力微分方程
• 3.1.5 运用振型分解反应谱法对运动方程求解
• 3.2 大底盘三塔连体结构刚度矩阵分析
• 3.3 大底盘三塔连体结构计算振型数的选取方法
• 3.3.1 模态分析的基本理论
• 3.3.2 大底盘三塔连体结构计算振型数的选取
• 3.4 本章小结
• 第4章 大底盘三塔连体结构地震反应计算分析
• 4.1 《高规》关于大底盘多塔连体结构设计的规定
• 4.2 连接体的连接方式对大底盘三塔连体结构受力性能的影响
• 4.3 对称大底盘三塔连体结构底盘高度对结构地震反应的影响
• 4.4 连接体位置对大底盘三塔连体结构地震反应的影响
• 4.5 本章小结
• 第5章 对称大底盘三塔连体结构静力弹塑性分析
• 5.1 Pushover 分析方法基本理论
• 5.1.1 等效单自由度体系
• 5.1.2 目标位移
• 5.1.3 Pushover 分析的实施步骤
• 5.2 对称大底盘三塔连体结构的Pushover 分析
• 5.2.1 Pushover 分析塑性铰的定义与指定
• 5.2.2 x 方向的推覆结果
• 5.2.3 y 方向的推覆结果
• 5.2.4 结构塑性铰的分布
• 5.3 大底盘单塔结构的Pushover 分析
• 5.3.1 结构层间变形分析
• 5.3.2 x 向推覆塑性铰的分布
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 本文的主要结论
• 工作展望
• 参考文献
• 致谢