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厦门东方时代广场结构分析与设计

作　者: 李胜利
导　师: 李英民
学　校: 重庆大学
专　业: 结构工程
关键词: 转换层多塔楼复杂高层结构结构设计时程分析法
分类号: TU318
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

多塔带转换层结构因易于满足上部布置小空间、下部布置大空间的建筑使用功能的要求而得到越来越广泛的应用，但目前国内外对这种复杂高层建筑结构的设计还缺乏经验，现行规范的相关规定多是笼统和原则性的，可操作性较差。本文结合厦门东方时代广场的结构分析与设计，对此类结构的动力特性、计算方法、抗震概念设计等问题进行分析，给出该工程结构设计中若干关键技术问题的处理措施，总结出该类结构设计中的规律性特点和值得注意的问题及处理建议，为该类结构的设计提供借鉴。针对厦门东方时代广场具有转换层、多塔楼、连体等的特点，在全面系统地对国内外有关复杂高层建筑结构特别是多塔楼带转换层复杂高层结构的设计、研究现状和工程应用情况进行综述的基础上，本文采用两种通用分析程序进行结构分析与对比，并针对其动力反应特点提出了结构构件的抗震加强措施、结构设计要点及若干技术措施。分析结果除直接指导该工程结构设计外，对多塔楼大底盘带转换层复杂高层建筑结构的设计得到以下可供其他设计参考的主要结论： ①大底盘多塔楼带转换层结构转换层附近由于质量、刚度的变化，地震内力明显增大且容易形成薄弱层。转换层的设计除应控制层剪切刚度比外，还应控制转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比以避免薄弱层出现在框支层，保证地震作用下落地剪力墙和框支柱不先于转换层上部结构进入屈服状态； ②大底盘多塔楼结构的分析必须考虑平扭耦联振动和楼板平面内振动的影响。除底盘刚度相对于上部刚度很大的结构，一般情况下，不能简单地将其简化为单塔楼结构进行计算；有条件时应进行大底盘多塔楼结构的弹塑性时程分析； ③多塔楼高层建筑结构布置不规则时宜采用时程分析法进行补充计算。采用振型分解反应谱法计算结构内力时应根据振型参与系数选择振型避免漏选； ④大底盘多塔楼结构连接各塔楼的裙房屋面刚度应做得大些，以保证底部裙房与上部塔楼共同振动，但也不能过刚； ⑤大底盘多塔楼结构底盘承载力的加强将使底盘层剪力增大、层间变形减小，但易于满足延性要求，在一定程度上可避免底盘成为薄弱层。但底部加强会导致薄弱层的上移，因此采取提高底盘承载力的措施的效果是有限度的，承载力系数γs宜取为2.0～3.0之间。

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-7
目录  7-9
1 绪言  9-11
  1.1 问题的提出  9
  1.2 本文研究的目的和意义  9-10
  1.3 本文的主要研究内容  10-11
2 多塔带转换层复杂高层结构设计及研究现状  11-25
  2.1 《高规》对复杂高层多塔楼结构设计的要求  11-12
    2.1.1 多塔楼的规定  11
    2.1.2 转换层的设置位置  11
    2.1.3 转换层楼板的规定  11-12
  2.2 高位转换抗震设计问题  12
  2.3 大底盘多塔楼结构抗震设计方法  12-14
    2.3.1 振型分解反应谱法  13-14
    2.3.2 动力时程分析法  14
    2.3.3 结构振型分解反应谱法与动力时程分析法的区别  14
  2.4 多塔带转换层复杂高层结构概念设计及构造处理  14-16
    2.4.1 转换层楼板平面刚度问题  14-15
    2.4.2 框支柱的处理  15
    2.4.3 转换梁的布置  15
    2.4.4 多塔楼的布置  15-16
  2.5 模型分析实例  16-21
    2.5.1 底盘刚度变化对单串模型地震反应的影响  16-18
    2.5.2 底盘承载力变化对单串模型地震反映的影响  18-19
    2.5.3 多塔反应及其相互影响  19-21
  2.6 国内多塔带转换层高层结构的应用现状  21-22
    2.6.1 多塔楼箱形转换层实例  21-22
    2.6.2 钢纤维混凝土的运用实例  22
  2.7 大底盘多塔楼高层结构有待研究和发展的课题  22-23
    2.7.1 弹塑性动力时程分析问题  23
    2.7.2 考虑行波效应的抗震设计方法  23
    2.7.3 考虑楼板变形时塔楼间底盘楼板平面内力及配筋计算  23
    2.7.4 振型选取方法的改进  23
  2.8 小结  23-25
3 厦门东方时代广场结构分析  25-45
  3.1 工程概况  25-26
  3.2 结构体系与结构设计参数  26-31
    3.2 1 结构体系  26-30
    3.2.2 结构设计前提条件和设计参数  30-31
  3.3 基于两种不同力学模型的结构分析和结果对比  31-39
    3.3.1 程序选择及结构整体分析模型  31-32
    3.3.2 结构动力特性对比  32-35
    3.3.3 结构变形对比  35-37
    3.3.4 结构地震内力对比  37-39
    3.3.5 简要分析  39
  3.4 时程分析  39-44
    3.4.1 输入地震波  40-42
    3.4.2 计算程序及结构计算参数  42
    3.4.3 结果及分析  42-44
  3.5 小结与建议  44-45
4 东方时代广场若干技术问题的处理  45-55
  4.1 基础复核处理  45-47
    4.1.1 原结构方案中3-B，5-B轴的ZH38、ZH40桩基复核  45-46
    4.1.2 改进后方案对转换层大梁的影响  46
    4.1.3 结论  46-47
  4.2 框支柱  47
  4.3 转换梁  47-48
  4.4 空中花园  48-49
  4.5 劲性钢筋混凝土的应用  49-51
  4.6 抗震构造  51-55
5 结语  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-58

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