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近断层多维地震作用下连体双塔楼消能连廊的跌落仿真

作　者: 王振宇
导　师: 杜永峰
学　校: 兰州理工大学
专　业: 结构工程
关键词: 连体结构 消能连廊 近断层 跌落仿真 MSC.MARC
分类号: TU347
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着城市人口、资源、环境、交通等诸多问题的出现，以及城市化进程的加快，将各种不同功能综合在一起形成的多功能高层建筑在国内外得到了迅速发展，大底盘双塔楼连体高层结构就是其中较常见的一种。这种结构不仅建筑外形宏伟美观，还具有占地面积小、容积率高等显著的特点，因而得到了许多建筑师的青睐。但是由于连廊的存在，使得连廊与主体塔楼连接部位的受力状态非常复杂，在地震作用下极易发生连廊跌落现象，国内外有关的地震灾害均证实了这一点。而采用消能减震装置的柔性连体能在一定程度上提高连体结构的抗地震灾害能力，但是当结构位于近断层区域或在强震作用下时，柔性支座可能产生较大的位移，导致连廊支座破坏，目前在这方面的研究相对较少。因此，为研究消能连廊的破坏模式，对其在近断层地震作用下的跌落进行仿真模拟是很有必要的。本文从以下几个方面展开研究。1.对该课题的研究背景和意义做了介绍，并对近断层地震、多维地震、以及连体高层的相关研究做了概述。2.利用非线性功能较强的MSC.MARC有限元软件建立了对称与不对称连体结构的分析模型，对添加了消能装置的连体结构进行了动力特性分析，并对不同连接方式下连体结构的动力特性进行对比分析。3.对添加了消能装置的双塔连体结构进行了弹性时程分析，并分别就近断层地震和远场地震以及不同连接方式下的结构动力响应进行对比分析，以此来探讨近断层地震以及连接方式的变化对结构响应的影响。4.就双塔连体结构消能连廊在地震作用下的跌落进行了仿真分析，从而对连廊的破坏机理做初步的研究，以供工程设计参考。

全文目录


目录  5-7
摘要  7-8
ABSTRACT  8-10
第1章 绪论  10-24
  1.1 本课题的研究现状和研究意义  10
  1.2 近断层地震动研究概述  10-15
    1.2.1 近断层地震动的定义  10
    1.2.2 近断层地震动的主要特性  10-14
    1.2.3 近断层地震动下建筑结构的响应  14-15
  1.3 多维地震动特性研究现状  15-16
  1.4 连体高层结构概述  16-21
    1.4.1 连体高层结构的组成分类  16
    1.4.2 连体双塔高层结构的应用现状  16-18
    1.4.3 连体双塔高层结构的研究现状  18-21
  1.5 连体结构震害情况  21-23
  1.6 本文的主要研究内容  23-24
第2章 有限元分析与结构模型建立  24-32
  2.1 有限单元法简介  24-27
    2.1.1 有限元法基本原理  24-26
    2.1.2 有限元分析基本步骤  26-27
  2.2 有限元分析软件 MSC.MARC 概述  27-29
    2.2.1 MSC.MARC 软件简介  27-28
    2.2.2 MSC.MARC 程序结构特点  28
    2.2.3 MSC.MARC 软件对该类结构的适用性  28-29
  2.3 结构模型的建立  29-31
    2.3.1 模型单元介绍  29-30
    2.3.2 结构模型的基本数据  30-31
  2.4 本章小结  31-32
第3章 添加了消能装置的连体双塔楼结构动力特性分析  32-39
  3.1 消能连廊相关介绍  32-34
    3.1.1 消能装置的分类  32-33
    3.1.2 粘滞阻尼器减振基本原理  33
    3.1.3 阻尼器的选择与布置  33-34
  3.2 双塔连体结构动力特性分析  34-38
    3.2.1 对称连体结构  34-36
    3.2.2 非对称连体结构  36-38
  3.3 本章小结  38-39
第4章 添加了消能装置的连体双塔楼结构的时程分析  39-46
  4.1 结构模型方案的选取  39
  4.2 时程分析过程  39-41
    4.2.1 地震波的选取  39-40
    4.2.2 地震波的输入  40
    4.2.3 分析方法简介  40-41
  4.3 时程分析结果  41-45
    4.3.1 对称连体结构在多遇地震下的时程分析  41-43
    4.3.2 非对称连体结构在多遇地震下的时程分析  43-45
  4.4 本章小结  45-46
第5章 地震作用下连体结构消能连廊的跌落仿真  46-52
  5.1  46-47
    5.1.1 双塔连体结构的振动方程  46-47
    5.1.2 IDA 分析方法的基本原理  47
  5.2 仿真分析的模型参数  47-48
    5.2.1 主体结构模型的建立  47
    5.2.2 连廊支座仿真参数  47
    5.2.3 地震波的选取  47-48
  5.3 破坏模拟的有限元实现  48-49
  5.4 破坏模拟结果  49-51
    5.4.1 IDA 曲线  49
    5.4.2 破坏过程仿真  49-51
  5.5 本章小结  51-52
结论与展望  52-53
  结论  52
  展望  52-53
参考文献  53-57
致谢  57-58
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  58

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 实体结构 > 塔桅结构
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