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空间多面体高层结构的力学性能研究

作　者: 齐庆龄
导　师: 顾磊
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 土木工程
关键词: 多面体高层结构静力性能抗震性能
分类号: TU311.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 34次
引　用: 1次
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内容摘要

创新结构体系的研究一直是钢结构研究的前沿与热点。新型多面体空间刚架结构由澳大利亚ARUP公司工程师于2003年首创,并在2008年北京奥运三大工程之一的国家游泳中心“水立方”中得以应用。但到目前只是实现了多面体结构在大跨度结构的运用。浙江大学对空间填充多面体只是进行了初步的几何构成分析。如果利用多面体的空腔作为使用空间则可形成高层建筑结构。这种高层结构不仅拥有完美的建筑外观,同时结构方面也具有抗震延性好等优点,但是其受力性能的研究在国内外目前都是一片空白。本文选择空间填充多面体-截顶正八面体作为单元填充形成一个12层的小高层结构体系。由截顶正八面体构成的空间刚架结构杆长种类和节点种类都只有一种,具有构成简单、重复性高、节点种类少、汇交杆件少等显著特点。运用SAP2000系统地分析研究了这种新结构的静力性能,并且对结构体系比较结构整体位移与最大弯矩,得到影响结构位移的重要杆件,以及和现有的高层结构体系的对比。本文分析研究了结构体系的动力分析,采用模态分析计算模型的自振周期和振型,同时描述振型特点。以探讨该类新型结构的动力性能,计算结构在不同的截面形式下的自振频率以及振型,并对结果加以比较分析。本文采用弹性时程分析计算模型在地震作用下的动力反应。得到地震反应下结构的的层间位移、层间位移角、结构顶层位移等,得出一些实用的结论。本文还采用Pushover方法和弹塑性时程分析方法对结构进行分析,研究模型的承载力情况,变形情况以及塑性铰出现规律,研究结构的抗震薄弱部位,并得出结构抗震性能。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-15
  1.1 课题的来源及研究的目的和意义  8-10
    1.1.1 课题的来源  8
    1.1.2 本课题研究的目的及意义  8-10
  1.2 国内外相关方向的研究现状  10-14
  1.3 本文研究的主要内容  14-15
第2章空间多面体高层结构的静力性能分析  15-27
  2.1 引言  15
  2.2 确定分析模型  15-16
    2.2.1 几何模型的确定  15-16
    2.2.2 模型的截面设计  16
  2.3 结构模型的静力特点  16-25
    2.3.1 竖向荷载作用下的静力特点  16-21
    2.3.2 水平荷载作用下的静力特点  21-25
  2.4 结构的侧向位移特征  25-26
  2.5 本章小结  26-27
第3章多面体高层结构的多遇地震分析  27-50
  3.1 引言  27
  3.2 空间多面体高层结构的模态分析  27-33
    3.2.1 模态分析的理论  27-30
    3.2.2 自振周期及振型比较  30-33
  3.3 多遇地震作用下的振型分解反应谱法分析  33-38
    3.3.1 振型反应谱法理论  33-36
    3.3.2 地震反应谱比较分析  36-38
  3.4 多遇地震作用下的弹性时程分析  38-48
    3.4.1 弹性时程分析理论  39-41
    3.4.2 横竖向地震时程分析  41-48
  3.5 本章小结  48-50
第4章多面体高层结构的罕遇地震分析  50-61
  4.1 引言  50
  4.2 罕遇地震作用下的静力弹塑性pushover法分析  50-57
    4.2.1 Pushover法分析基本原理  50-52
    4.2.2 Pushover法分析  52-57
  4.3 罕遇地震作用下的弹塑性时程法分析  57-61
    4.3.1 弹塑性时程法分析主要步骤  57
    4.3.2 弹塑性时程法分析结果  57-61
  4.4 本章小结  61
结论  61-64
参考文献  64-69
致谢  69

空间多面体高层结构的力学性能研究

内容摘要

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