高层建筑芯筒刚梁式悬挂结构的地震反应分析

论文摘要

本文在充分分析国内外相关研究成果的基础上，对芯筒刚梁式悬挂结构体系进行了动力特性、减震性能、在核芯筒与悬挂楼层之间设置连接弹簧以减小悬挂楼层的地震反应的研究，具体内容包括以下几个方面：首先综述了芯筒刚梁式悬挂结构体系的发展、研究现状及工程应用，介绍本文选题的出发点以及论文的主要研究内容。根据力学模型和基本假定，集成总的刚度矩阵，把几何刚度应用到悬挂结构体系，求出结构的自振频率，同时用ANSYS建立有限元模型，对理论模型进行验证，结果表明理论模型是正确的。采用时程分析方法，计算芯筒刚梁式悬挂结构在多遇地震下的反应，计算结果表明，悬挂结构有良好的减震效果；但同时也存在问题，悬挂楼层的位移反应较大，不符合规范要求。提出在核芯筒与悬挂楼层之间设置连接弹簧，以改变悬挂楼层在多遇地震下的反应，计算结果表明，当连接弹簧刚度达到一定值时，能够使悬挂楼层的位移满足规范要求，但同时减震性能下降，因此弹簧刚度必须在一定范围。最后进行了总结，并提出了有待进一步研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• §1.1 悬挂结构体系概述
• §1.1.1 悬挂结构体系的发展
• §1.1.2 悬挂结构体系的特点
• §1.2 悬挂结构体系的研究现状
• §1.3 本文研究的内容
• 第2章 芯筒刚梁式悬挂结构体系的动力特性
• §2.1 力学模型与基本假定
• §2.2 悬挂结构的频率和振型
• §2.2.1 自由度及位移向量
• §2.2.2 质量矩阵
• §2.2.3 刚度矩阵
• §2.2.3.1 核芯筒的等效刚度矩阵
• §2.2.3.2 悬挂楼层的几何刚度
• §2.2.3.3 总的刚度矩阵
• §2.3 算例分析
• §2.3.1 理论模型计算结果
• §2.3.2 基于ANSYS的有限元验证
• 第3章 芯筒刚梁式悬挂结构的减震分析
• §3.1 多层芯筒刚梁式悬挂结构的运动方程
• §3.2 时程分析计算
• §3.2.1 时程分析的基本理论
• §3.2.2 地震波的选取
• §3.3.3 结构变形限值的规定
• §3.3 芯筒刚梁式悬挂结构的减震算例分析
• §3.3.1 核芯筒的地震反应分析
• §3.3.2 芯筒刚梁式悬挂结构地震反应
• 第4章 改变连接弹簧刚度对结构地震反应的影响
• §4.1 各悬挂楼层与芯筒的连接弹簧刚度相等
• §4.2 各悬挂楼层与芯筒的连接弹簧刚度不等
• 第5章 总结和展望
• §5.1 主要的研究成果
• §5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文