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带桁架转换层高层建筑结构的振动台试验研究与理论分析

作　者: 赵健
导　师: 唐兴荣
学　校: 苏州科技学院
专　业: 结构工程
关键词: 抗震性能时程分析层间位移振动台试验
分类号: TU973.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

上海裕年国际商务大厦为带巨型转换桁架的高层建筑结构,属于复杂高层建筑结构。本文以上海裕年国际商务大厦实际工程为背景,结合振动台试验与ETABS有限元软件,对上海裕年国际商务大厦结构的抗震性能进行了分析。根据相似理论设计了上海裕年国际商务大厦结构1:25的整体模型,在江苏省土木工程防灾减灾重点实验室进行了地震模拟振动台试验。以El-Centro波、Shw2002波、Pasadena波作为输入地震波,进行了7度多遇、7度基本、7度罕遇、7度罕遇强、8度罕遇、8度罕遇强等不同烈度地震作用下的试验,研究了模型结构在不同烈度地震作用下的加速度反应、位移反应,以及模型的破坏形态和破坏机理,试验表明:上海裕年国际商务大厦结构能满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设计原则,具有较好的抗震性能。利用ETABS大型有限元分析软件分别建立了原型结构和模型结构的有限元模型,采用与振动台试验相同的地震激励对结构进行弹性时程分析,得到结构的动力特性、在不同烈度地震作用下的最大加速度反应和最大位移反应以及结构顶层楼面的加速度和位移反应时程曲线,对各层层间位移变化情况进行了分析。将有限元分析结果和振动台试验的结果进行了对比分析,验证了有限元分析的准确性和可靠性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-15
  1.1 引言  8
  1.2 转换层的功能与形式  8-10
  1.3 桁架转换层的形式和受力特点  10-12
  1.4 国内外转换层结构研究概况及工程应用  12-14
  1.5 本文的研究内容  14-15
第二章原型结构的弹性时程分析  15-23
  2.1 工程概况  15-16
  2.2 原型结构的弹性时程分析  16-23
    2.2.1 输入的地震激励及工况  17
    2.2.2 结构的弹性时程分析  17-22
      2.2.2.1 结构动力特性分析  17-19
      2.2.2.2 结构的层间位移角  19-20
      2.2.2.3 扭转效应  20-21
      2.2.2.4 各层的受剪承载力  21-22
    2.2.3 结论  22-23
第三章结构整体模型地震模拟振动台试验研究  23-62
  3.1 引言  23
  3.2 地震模拟振动台试验研究的主要内容  23
  3.3 模型的设计与制作  23-33
    3.3.1 模型设计依据  23-24
    3.3.2 模型的相似关系  24-26
    3.3.3 模型简化  26-30
    3.3.4 模型材料  30
    3.3.5 模型附加质量  30-32
    3.3.6 模型制作  32-33
  3.4 试验及加载方案  33-40
    3.4.1 测点布置  33-35
      3.4.1.1 加速度传感器  33-34
      3.4.1.2 位移传感器  34-35
    3.4.2 地震模拟振动台  35-36
    3.4.3 输入台面地震激励  36-39
    3.4.4 加载工况  39-40
  3.5 模型试验结果及分析  40-62
    3.5.1 试验现象  40-42
    3.5.2 模型结构的动力特性  42-43
      3.4.2.1 模型结构的振型  42
      3.4.2.2 模型结构的自振频率  42-43
    3.5.3 模型结构的加速度反应  43-51
    3.5.4 模型结构的位移反应  51-60
    3.5.5 小结  60-62
第四章模型结构的弹性时程分析  62-77
  4.1 有限元分析模型  62-64
    4.1.1 基本假定  62-63
    4.1.2 地震波的选取  63-64
    4.1.3 加载工况  64
  4.2 结构的模态分析  64-66
    4.2.1 自振频率和振型  64-65
    4.2.2 模型结构的振型  65-66
  4.3 结构的动力时程分析  66-77
    4.3.1 加速度反应时程  66-70
    4.3.2 位移反应时程  70-76
    4.3.3 小结  76-77
第五章模型结构的振动台试验结果与理论分析比较  77-83
  5.1 动力特性对比  77
  5.2 加速度反应对比  77-79
  5.3 位移反应对比  79-81
  5.4 小结  81-83
第六章结论与展望  83-85
  6.1 结论  83-84
  6.2 展望  84-85
参考文献  85-88
致谢  88-89
作者简介  89
攻读硕士期间主要参与的课题  89
攻读硕士期间发表的论文  89-90
附图  90-129

带桁架转换层高层建筑结构的振动台试验研究与理论分析

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