混凝土结构顶部钢结构加层的参数分析

论文摘要

近年来,在高层建筑顶部增设钢结构加层的建筑结构体系应用日益增多。但目前这类结构体系的抗震设计及其影响参数国内研究得较少,更缺乏系统性的研究,以致工程设计上缺乏较为合理的实用设计参考。本文以某实际工程实例为基础,即12层钢筋混凝土框剪结构办公楼顶部加三层钢框架结构,对混凝土结构顶部钢结构加层的结构体系影响参数进行了较为系统的研究,较为深入地研究了阻尼计算模型、阻尼简化方法及质量、刚度和层数的影响。本文采用强振型分解法进行该类结构的计算,强振型分解法的基本思想是忽略模态阻尼矩阵中的非对角元,以实现动力方程的解耦。其计算本质就是对不同振型采用不同的振型阻尼比,并且得到等效阻尼比。结合工程实例,分析不同的阻尼简化方法的影响,通过分析,广义阻尼比具有较好的精确性;并将计算等效阻尼比、规范规定的阻尼比4%与广义阻尼比进行对比分析。然后从以下几个方面进一步分析刚度、质量和加层层数对于结构性能的影响:上下结构刚度比,相同刚度比不同刚度、上下结构质量比,相同质量比不同质量、不同混凝土结构层数上加相同钢结构加层以及相同的混凝土结构层数上加不同层数上部钢结构加层等对于结构性能的影响。最后,结合带SRC过渡层的RC-S结构振动台试验,考虑过渡层对RC-S结构性能的改善作用,并结合模型分析初步研究了过渡层对RC-S整体结构影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究课题的来源和意义
• 1.3 国内外研究状况及发展
• 1.3.1 分析方法简介
• 1.3.2 广义等效阻尼比分析
• 1.3.3 整体等效阻尼比分析
• 1.4 本文的研究目的和主要工作
• 1.4.1 主要研究内容
• 第2章 结构的阻尼
• 2.1 阻尼的概念与实质
• 2.2 阻尼模型
• 2.2.1 粘滞阻尼和复阻尼
• 2.2.2 比例阻尼和非比例阻尼
• 2.2.3 Rayleigh阻尼
• 2.2.4 Rayleigh阻尼的扩展形式
• 2.3 非比例阻尼的表达方式
• 2.3.1 判断非比例阻尼结构的标准与充要条件
• 2.3.2 非比例阻尼矩阵的构造
• 2.3.3 对于上下不同阻尼比材料的结构
• 2.4 本章小结
• 第3章 强振型实模态分解法
• 3.1 强振型实模态方法理论
• 3.2 基于强振型实模态的阻尼简化计算
• 3.2.1 各阶振型的广义阻尼比
• 3.2.2 等效阻尼比的计算
• 3.2.3 广义阻尼比的推广
• 3.3 工程实例
• 3.3.1 工程概况
• 3.3.2 计算模型
• 3.3.3 不同软件计算对比
• 3.4 结构阻尼的影响
• 3.4.1 不同阻尼简化方法对时程分析计算的影响
• 3.4.2 不同阻尼简化对反应谱法计算的影响
• 3.4.3 阻尼比变化对结构性能的影响分析
• 3.4.4 不同结构形式的上部加层对计算的影响
• 3.4.5 不同材料加层的阻尼影响因素
• 3.5 本章小结
• 第4章 多高层建筑结构抗震分析方法
• 4.1 振型分解反应谱法
• 4.1.1 概述
• 4.1.2 强振型分解反应谱法
• 4.1.3 自定义设计反应谱曲线的输入方法讨论
• 4.2 底部剪力法
• 4.2.1 结构底部剪力基本原理
• 4.2.2 质点的地震作用
• 4.3 时程分析方法
• 4.3.1 概述
• 4.3.2 Newmark方法
• 4.4 分析软件介绍
• 4.5 本章小结
• 第5章 结构的影响参数分析
• 5.1 加层刚度的影响
• 5.1.1 不同加层刚度比情况
• 5.1.2 相同加层刚度比、不同混凝土刚度情况
• 5.2 加层质量的影响
• 5.2.1 不同加层质量比情况
• 5.2.2 相同加层质量比、不同混凝土结构质量情况
• 5.3 加层层数的影响
• 5.3.1 相同下部层数、不同上部加层层数情况
• 5.3.2 相同加层层数、不同下部混凝土结构层数
• 5.3.3 加层层数对结构加层刚度比性能影响研究
• 5.3.4 加层层数对结构加层质量比性能影响研究
• 5.4 本章小结
• 第6章 过渡层对顶部钢结构加层的结构性能的影响
• 6.1 过渡层综述
• 6.2 振动台模型试验与计算分析
• 6.2.1 试验概况
• 6.2.2 试验计算对比
• 6.2.3 试验过渡层的分析
• 6.3 过渡层对结构抗震性能的影响
• 6.4 本章小结
• 第7章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 进一步工作的方向
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果