带转换层的大底盘双塔结构动力性能分析

论文摘要

多塔带转换层高层结构是一种复杂的高层建筑结构形式,其结构受力机理十分复杂,设计难度很大,由于多个塔楼之间相互耦联振动,其抗震性能与传统结构体系有较大不同。《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）对多塔结构的抗震设计做了一些概念性规定,但对其抗震分析方法和措施未做更深入和明确的规定,可操作性不强。就目前工程设计而言,大底盘双塔结构大都采用塔楼对称的结构形式,对非对称大底盘双塔结构研究较少,可借鉴的实际经验较为缺乏。因此,本文主要对非对称大底盘双塔结构的整体受力性能进行探讨和研究。本文在理论分析的基础上,以山西某商住楼工程实例为背景,利用国内工程分析软件PKPM中的SATWE及EPSA模块对大底盘双塔结构进行了系统分析。主要有以下几方面的内容:一、结合已有工程实例,从理论上探讨了转换层的设计方法和受力机理,着重分析了梁式转换层的设计以及计算方法;二、用SATWE有限元分析软件中的弹性反应分析谱法对大底盘双塔结构进行了计算分析,对比分析了振型数目的选取对结构地震作用力的影响,提出大底盘双塔结构在进行计算时,合理选取振型数目的必要性;三、对大底盘双塔结构的空间扭转耦联特性进行了分析,分析高阶振型对结构的贡献,提出选取高阶振型进行组合计算的必要性;四、在工程实例模型的基础上,保持其中一座塔楼不变,另一座塔楼的层数变化时,分别分析了两座塔楼底部剪力的变化情况;五、对原结构模型与两座塔楼层数不同时的结构模型的扭转效应进行了对比,分析大底盘双塔结构不对称性的加剧对结构扭转效应的加剧程度;六、用SATWE弹性时程分析程序和EPSA弹塑性静力分析程序对结构进行了验算,将结果与静力计算分析结论进行了比较。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 概要
• 1.2 本课题研究的背景和内容
• 1.3 大底盘双塔的研究现状及应用
• 1.3.1 大底盘双塔结构研究现状
• 1.3.2 大底盘双塔结构的应用
• 1.4 大底盘双塔的组成
• 1.4.1 大底盘
• 1.4.2 塔楼
• 1.5 大底盘双塔结构的转换层研究现状及发展趋势
• 1.5.1 引言
• 1.5.2 转换层的提出
• 1.5.3 转换层的概念
• 1.5.4 转换层的类型
• 1.6 多塔结构计算模型及分析方法
• 第二章 高层建筑结构抗震分析方法及分析程序介绍
• 2.1 引言
• 2.2 抗震分析方法介绍
• 2.2.1 反应谱分析法
• 2.2.2 静力弹塑性分析法
• 2.2.3 时程分析法
• 2.3 有限元理论及结构分析程序介绍
• 2.3.1 有限元法概念及计算步骤
• 2.3.2 高层建筑结构分析程序介绍
• 第三章 工程实例概况及结构分析理论
• 3.1 工程实例介绍
• 3.1.1 工程概况
• 3.1.2 结构方案的选择
• 3.1.3 工程特点
• 3.1.4 计算模型
• 3.2 结构理论分析
• 3.2.1 地震波的选择
• 3.2.2 计算分析程序的选择
• 3.2.3 主要计算参数选择
• 3.2.4 计算分析理论
• 第四章 转换层的结构设计分析
• 4.1 结构转换层的设计
• 4.1.1 转换层结构设计基本原则
• 4.1.2 转换层结构的设计
• 4.2 梁式转换层的结构形式和受力分析
• 4.2.1 梁式转换层的结构形式
• 4.2.2 转换梁的受力分析
• 4.3 转换梁的设计方法
• 第五章 大底盘双塔结构的弹性及弹塑性分析
• 5.1 SETWA 弹性分析
• 5.1.1 SATWE 分析参数选择
• 5.1.2 振型数的选取对结构地震反应的影响
• 5.1.3 大底盘双塔结构振动动力特性分析
• 5.1.4 高阶振型对结构动力效应的贡献
• 1周期比的控制'>5.1.5 大底盘双塔结构Tt/T₁周期比的控制
• 5.1.6 右侧2 号塔楼的层数变化对两个塔楼的地震作用的影响
• 5.1.7 结构不对称性加剧对扭转耦联特性的影响
• 5.2 弹性动力时程分析
• 5.3 EPSA 弹塑性静力分析
• 5.3.1 能力谱法
• 5.3.2 EPSA 参数选择
• 5.3.3 EPSA 分析结果
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论及展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文