【碩士】復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)的若干關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)研究

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　　【學(xué)位年度】 2007 　　【摘要】　　針對我國《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中的“帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)”、“多塔樓結(jié)構(gòu)”和“錯(cuò)層結(jié)構(gòu)”等三種復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)，本文通過工程實(shí)例分析，對上述三種復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)中的若干關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)問題進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究。本文的主要研究工作及成果有： 1．利用一工程實(shí)例，對帶桁架轉(zhuǎn)換層高層結(jié)構(gòu)進(jìn)行了較系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析。分析結(jié)果表明：(1)帶豎桿的斜桿桁架中各構(gòu)件的內(nèi)力較為接近，可以取得較為一致美觀而又經(jīng)濟(jì)的截面；而不帶豎桿的斜桿桁架中各構(gòu)件的內(nèi)力差別較大，最大達(dá)40％左右；(2)在單獨(dú)對轉(zhuǎn)換桁架的內(nèi)力分析中，轉(zhuǎn)換桁架上部僅取一層框架時(shí)其計(jì)算結(jié)果比取三層框架以上時(shí)誤差將達(dá)到10％左右；而在轉(zhuǎn)換桁架上部取三層框架以上時(shí)，其計(jì)算結(jié)果的誤差值將控制在2％左右，可以滿足工程精度的要求；(3)轉(zhuǎn)換桁架兩側(cè)支承柱剛度的變化對桁架的內(nèi)力有較大的影響，柱剛度增大時(shí)，柱內(nèi)的內(nèi)力增幅較大，彎矩最大增幅達(dá)86％；而弦桿及斜桿內(nèi)力則有所減小，減小幅度最大的是下弦桿，達(dá)到22％；(4)處于外立面上的轉(zhuǎn)換桁架在考慮晝夜溫差25℃時(shí)，主要豎向構(gòu)件中溫度應(yīng)力與恒載引起的應(yīng)力的最大比例達(dá)8.3％，對于一些水平構(gòu)件，最大比例達(dá)18.9％。 2．對一大底盤多塔樓高層建筑結(jié)構(gòu)的進(jìn)行了實(shí)例分析，結(jié)果表明：(1)大底盤頂層樓板可作為上部多塔樓的嵌固層時(shí)，屬一般的高層建筑結(jié)構(gòu)，塔樓對大底盤層遠(yuǎn)離塔樓處的影響很??；大底盤頂層樓板不可作為上部多塔樓的嵌固層時(shí)，必須用兩個(gè)不同力學(xué)模型的三維空間分析軟件對大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)作整體分析，并按復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)控制指標(biāo)來調(diào)整結(jié)構(gòu)體系方案，對于結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位還必須進(jìn)行單獨(dú)的有限元應(yīng)力分析；(2)振型分解反應(yīng)譜法(CQC)計(jì)算結(jié)果為多條時(shí)程曲線計(jì)算結(jié)果平均值的2.0-3.07倍，計(jì)算結(jié)果偏于安全。 3．對一錯(cuò)層住宅結(jié)構(gòu)，分別使用ETABS和SATWE兩種有限元程序進(jìn)行了實(shí)例整體建模和計(jì)算比較，分析了力學(xué)模型和結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性間的差異。結(jié)果表明，采用ETABS程序建模的結(jié)構(gòu)剛度明顯大于SATWE程序建模的結(jié)構(gòu)剛度。 4．對錯(cuò)層框架結(jié)構(gòu)和普通框架結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行了Pushover分析，對比了兩者分別在7度、8度、9度多遇和罕遇地震下的反應(yīng)結(jié)果。比較兩者的基底剪力一頂點(diǎn)位移曲線圖可以看出，無論是彈性階段還是塑性階段，錯(cuò)層框架結(jié)構(gòu)的力一位移曲線的斜率均略大于普通規(guī)則框架結(jié)構(gòu)的力一位移曲線的斜率；在兩條曲線的下降階段，錯(cuò)層框架結(jié)構(gòu)的曲線下降更早，表明錯(cuò)層框架結(jié)構(gòu)較普通框架結(jié)構(gòu)更早進(jìn)入破壞階段。　　共91頁

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