高层斜交网筒结构初步理论研究及应用设计

论文摘要

本文对近年来在实际工程中出现的高层斜交网筒结构体系进行了初步分析和研究,介绍了几何形式、构件截面、连接节点的设计概念,并选取了双向斜交网筒结构作为研究重点,通过弹性等效静力法理论分析了结构整体抗侧刚度的影响因素,并利用ETABS有限元软件对理论分析结果进行了验证和补充。结果显示对于不同的结构整体高宽比存在相对应的最优斜柱倾斜角使得结构抗侧刚度最大,同时从材料的经济性角度出发,提出了位移控制和材料设计极限应力控制同时考虑的初步设计方法。基于双向斜交网筒结构的研究,分析了此结构形式在扭曲螺旋体型建筑上的适用性。选取整体抗侧性能较好的竖直斜交网筒结构,通过楼层绕中心旋转的途径获得螺旋扭曲体型结构,并利用ETABS反应谱振型分解法分析了扭曲模型中斜柱角度、扭转角度、高宽比对整体结构抗侧刚度的影响。结果显示,楼层截面为正方形的高层双向斜交网筒结构在不同整体高宽比情况下,整体抗侧刚度随着扭转程度的增加,基本不会减弱。并提出了通过改变斜柱布置方案或计算调整斜柱截面积来改善双向斜柱间应力不均的设计方法,为实际工程设计提供理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景
• 1.2.1 高层建筑的结构设计特点
• 1.2.2 传统高层建筑的结构体系
• 1.2.3 高层建筑的结构分析假定
• 1.3 高层斜交网筒体系的发展及工程应用
• 1.4 国内外研究现状
• 1.4.1 国外高研究现状
• 1.4.2 国内研究现状
• 1.4.2.1 高层网筒体系研究
• 1.4.2.2 高层结构抗侧力研究
• 1.4.2.3 高层结构抗扭研究及规定
• 1.5 研究目的和意义
• 2 研究方法及理论分析
• 2.1 结构抗震研究方法
• 2.2 网筒结构的几何设计
• 2.3 高层网筒体系结构性能
• 2.3.1 高层网筒结构承载方式
• 2.3.2 高层建筑结构的剪切位移与弯曲位移控制
• 2.3.3 高层网筒结构斜柱构件初步截面设计
• 2.4 本章小结
• 3 方形截面斜交网筒结构整体抗侧性能分析
• 3.1 ETABS有限元分析软件简介
• 3.2 建立ETABS软件模型
• 3.3 推导计算及软件分析结果
• 3.3.1 顶层最大侧向位移
• 3.3.2 扭平周期比
• 3.4 双向斜柱初步设计
• 3.4.1 截面积初步设计
• 3.4.2 斜柱角度设计
• 3.5 本章小结
• 4 双向斜交网筒结构在螺旋扭曲建筑体型上的应用
• 4.1 扭曲体型建筑
• 4.2 初步理论分析
• 4.3 ETABS建模
• 4.4 扭曲斜交网筒初步设计
• 4.4.1 扭曲斜交网筒结构斜柱布置优化
• 4.4.2 φ≠0斜交斜柱截面设计
• 4.5 本章小节
• 5 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 致谢