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底盘刚度及转换层高度对大底盘双塔结构抗震性能的影响

作　者: 韩松
导　师: 钱德玲
学　校: 合肥工业大学
专　业: 结构工程
关键词: 钢筋混凝土结构 大底盘刚度 转换层高度 抗震性能
分类号: TU352.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


大底盘双塔带转换层结构是将底部设置为大底盘,裙房与标准层之间采用转换层过度,转换层上部采用两个塔楼作为主体的结构。由于大底盘和转换层的存在,使整个结构的受力性能比较复杂。目前对混凝土基本构件的非线性研究较多,也较深入,但对整体结构的非线性研究较少,对大底盘双塔带转换层结构这种复杂结构的研究更不多见。本课题在理论分析的基础上,利用PKPM软件对大底盘双塔带转换层结构进行了系统的计算分析。主要有以下几方面的内容:一、对整体结构进行计算分析,首先在弹性分析时作者通过对不同地震波、不同场地类别和不同设防烈度的结构进行了对比,针对波的选择,场地类别和设防烈度的影响提出几点看法,其次在弹塑性分析时对结构在8、9度时各类型场地的多遇及罕遇地震进行抗倒塌验算,并得出力-变形曲线,判断整个结构的受力性能和延性好坏。二、对改变转换层在结构中设置高度进行计算分析,认为当转换层位置高度越高时,虽然对结构基本自振周期影响不大但地震反应力的突变愈加明显。因此必须采用高位转换时,应控制层剪切刚度比,使转换层上、下的结构变形特征和刚度比较接近,避免在转换层附近产生层间位移角突变。同时应加强框支层以下的抗侧刚度,避免薄弱层出现在框支层。三、通过改变大底盘相对刚度的计算分析,对于本文实例来讲,双塔楼结构的自振周期,随落地底盘刚度的增加而变短,且主要影响结构的高阶振型,对低阶振型影响不大。结构的最大楼层位移和最大层间位移角都随底盘刚度增加而减小,但改变底盘刚度对转换层以下结构的侧移的影响较大,对塔楼的影响很小;转换层处结构的位移曲线出现转折,层间位移角曲线发生突变,最大层间位移角所在位置基本不随转换层上、下刚度比的变化而移动。地震作用在转换层存在明显突变,随着底盘相对刚度越大地震作用越小,突变越少。本文认为,刚度比取1≤β≤2.3,结构受力合理。最后,本文对所做的工作做了总结,并指出了今后需进一步研究的问题。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
致谢  7-13
第一章 绪论  13-19
  1.1 引言  13
  1.2 大底盘双塔转换层结构的研究现状及应用  13-16
    1.2.1 多塔结构的研究现状  13-15
    1.2.2 大底盘多塔结构的研究现状及其应用  15-16
  1.3 本课题的研究目的和意义  16-17
  1.4 本文主要研究内容  17-19
第二章 有限元法及软件应用  19-32
  2.1 有限元法  19
  2.2 地震作用下弹性分析方法——振型分解反应谱法  19-21
  2.3 结构弹塑性变形分析方法——静力非线性分析和动力非线性分析  21-24
    2.3.1 静力弹塑性分析方法(Push-over 方法)  21-24
    2.3.2 动力非线性分析方法  24
  2.4 振型分解反应谱法、弹性动力时程分析法与动力时程分析法的区别..  24-25
  2.5 PKPM 在双塔大底盘中的应用  25-32
    2.5.1 SATWE 多高层建筑结构空间有限元分析程序  25-26
    2.5.2 SATWE 墙元分析步骤  26-31
    2.5.3 多高层结构的弹塑性分析  31
    2.5.4 EPSA 弹塑性静力分析程序  31-32
第三章 实例分析  32-50
  3.1 实例分析  32-34
    3.1.1 工程概况  32-33
    3.1.2 自然条件  33
    3.1.3 建筑物安全等级  33
    3.1.4 混凝土强度等级  33-34
  3.2 SATWE 弹性静力分析部分  34-39
    3.2.1 SATWE 分析与设计参数  34
    3.2.2 计算结果分析  34-39
  3.3 SATWE 弹性动力时程分析  39-43
    3.3.1 地震波参数选择  39-40
    3.3.2 计算结果分析  40-43
  3.4 EPSA 弹塑性静力分析  43-49
  3.5 小结  49-50
第四章 转换层高度变化对结构受力性能影响  50-62
  4.1 模型的选取  50
  4.2 SATWE 弹性部分  50-58
    4.2.1 弹性静力分析  50-57
    4.2.2 弹性动力时程分析部分  57-58
  4.3 EPSA 弹塑性静力部分  58-60
  4.4 小结  60-62
第五章 底盘刚度变化对结构受力性能影响  62-76
  5.1 SATWE 弹性静力分析  63-71
  5.2 弹性动力时程分析部分  71-72
  5.3 EPSA 弹塑性静力分析  72-75
  5.4 小结  75-76
第六章 结论及展望  76-78
  6.1 主要结论  76-77
  6.2 展望  77-78
参考文献  78-80

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 特种结构 > 抗震动结构、防灾结构 > 耐震、隔震、防爆结构 > 抗震结构
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