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高层建筑转换层结构方案选择与优化分析

作　者: 张宗霏
导　师: 胡启平；孙振
学　校: 河北工程大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 高层建筑 转换层 工程实例 结构布置 设计优化
分类号: TU973
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


由于城市当中寸土寸金,现代高层建筑就必须满足综合使用,多功能的要求,在同一建筑当中,上部为居民住宅而下部为餐饮或商店等大空间结构,体型复杂的高层建筑成了目前发展的趋势。这就要求在结构形式不同的上下部之间设置一个特殊的楼层,使其能承受上部结构的各种内力,并将其可靠的传递给下部结构,这种能起到转换作用的楼层,就称为转换层。转换层本身要承担较大的竖向力,使得在转换层处的刚度与质量相对过于集中,在水平地震作用下,所承受的内力就过于集中,层间位移较大,从结构抗震的角度来讲是十分不利的,这也是目前转换层设计的热点问题。本文结合国内外对转换层结构的研究成果,以转换层结构设计理论为出发点,从转换层结构的功能特性入手,总结了目前国内外已采用的转换层结构的形式,并对其优缺点进行分析；其次,详细说明了带转换层的高层结构在设计时需要控制的各种指标,并结合构造要求,使转换层结构概念设计以及设计过程清晰明确；结构设计主要包括概念设计与计算机辅助设计,本文详细的介绍了SATWE与FEQ两种有限元软件在结构设计尤其是转换层设计中的应用,并且结合工程实例对计算结构进行分析,总结了梁式转换结构的受力特点：通过对不同转换层结构方案的计算,着重对比了位移比、周期比、层刚度比等重要指标,并在此基础上对其进行优化分析。最后,本文对转换层结构设计所存在的问题进行了总结,并表达了自己对转换层结构未来发展的建议与展望。本文从高层转换层结构的理论设计与工程实例两个方面进行了深刻的探索与研究,通过本文的分析,所得到的总结成果对于转换层结构设计在实际工程中的应用具有一定的指导意义,对于转换层结构设计的发展也有一定的参考价值。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-16
  1.1 本文研究的背景与意义  10
  1.2 转换层结构的定义与作用  10-11
  1.3 国内外转换层结构的形成与发展  11-15
  1.4 本文的研究内容  15-16
第2章 转换层结构的设计理论  16-30
  2.1 转换层结构的形式与特点  16-19
    2.1.1 转换处理方法  16-17
    2.1.2 转换结构形式  17
    2.1.3 转换形式的特点  17-19
  2.2 高层建筑结构设计准则及抗震设计  19-21
    2.2.1 高层建筑结构设计的基本原则  19-20
    2.2.2 高层建筑结构抗震设计  20-21
  2.3 高层结构不规则的判定  21-24
    2.3.1 结构布置  21-22
    2.3.2 不规则结构的限定  22-24
  2.4 转换层结构设计原则与构造要求  24-27
    2.4.1 结构设计原则  24-25
    2.4.2 转换梁(框支梁)的构造要求  25
    2.4.3 框支柱的构造要求  25-26
    2.4.4 落地与非落地剪力墙构造要求  26-27
    2.4.5 转换层楼板构造要求  27
  2.5 转换梁的受力分析  27-29
    2.5.1 转换层梁受力状态  27-28
    2.5.2 深受弯构件截面尺寸设计  28
    2.5.3 转换深梁正截面受弯计算  28-29
    2.5.4 转换深梁斜截面受剪计算  29
  2.6 本章小结  29-30
第3章 计算软件的选择与应用  30-39
  3.1 计算机软件的选择  30
  3.2 计算机程序说明  30-31
  3.3 重要计算参数合理确定  31-33
  3.4 合理的计算方法选用  33-38
  3.5 本章小结  38-39
第4章 工程实例说明与方案选型  39-44
  4.1 工程概况及自然条件  39-42
    4.1.1 工程概况  39
    4.1.2 建筑结构安全等级及设计使用年限  39
    4.1.3 自然条件  39-42
  4.2 建筑对结构的要求及工程特点  42
  4.3 结构设计方案的基本选型  42-43
  4.4 本章小结  43-44
第5章 转换层结构设计与优化分析  44-65
  5.1 转换层结构设计方案  44-48
  5.2 模型计算结果与分析  48-50
    5.2.1 结构模型的调整方法  48-49
    5.2.2 计算结果的分析  49-50
  5.3 转换层结构方案确定  50-51
  5.4 转换层结构设计优化分析  51-58
    5.4.1 楼层侧向刚度比  51-52
    5.4.2 抗倾覆验算分析  52-53
    5.4.3 结构基本动力特性  53-55
    5.4.4 楼层抗剪承载力及承载力比值  55-56
    5.4.5 结构变形分析  56-58
  5.5 转换梁的FEQ计算分析  58-63
  5.6 结构优化建议  63-64
  5.7 本章小结  64-65
结论与展望  65-67
参考文献  67-70
致谢  70-71
作者简介  71

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 高层建筑 > 高层建筑结构
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