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复杂连体钢结构整体协同工作性能分析

作　者: 李成志
导　师: 王秀丽；王洪镇
学　校: 兰州理工大学
专　业: 结构工程
关键词: 斜向连体结构动力特性地震响应有限元分析
分类号: TU391
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 51次
引　用: 1次
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内容摘要

当今世界建筑正日益向多功能发展,为满足建筑功能和建筑外观的多样化需求,大量体型复杂的建筑不断涌现。近年来,随着建筑形式的多样化发展和对单体建筑使用功能要求的提高,许多工程在单体建筑间采用连接体相连接,形成连体结构。连体建筑是指由设置在一定高度处连接体相连接的两个或多个建筑单体组成的建筑集群。由于连体的存在,使得原来彼此独立的各单体结构成为一个复杂结构系统中的一部分。这就给结构的分析和设计提出了更高的要求。连体结构在地震作用下的反应远比单体结构和无连体结构复杂得多,其动力特性、受力机理和动力响应等值得进一步研究。连体结构的研究对该类结构形式今后的发展具有重要的理论意义。对于复杂连体结构的研究分析主要是针对水平向布置的连体,而对于斜向的连体结构的研究还很欠缺。期望通过本文的研究工作,针对连体结构的一种特定形式——斜向连体结构,对其静力性能、动力特性、抗震性能等进行较为系统、深入、全面的研究,以更加深入的了解这种结构；对工程设计及分析提供一些合理的建议,对原有研究加深加宽。本文概述了连体结构的分类和特点,连体结构的研究现状和结构抗震研究的发展过程以及结构分析的有限元方法。本文应用大型有限元软件ANSYS对连体结构的单体和整体进行模态分析；根据连体倾斜坡度的不同、连体刚度不同、平面位置布置、主体结构的不同等因素建立算例,采用有限元分析的方法编程进行时程分析,得出相关结论。结果表明：斜向连体的扭转效应非常明显；连接体刚度变化和平面布置对结构的地震响应有很大的影响；斜向连体和主体结构间具有框架效应,且这种作用存在极值点；随着连体质量的增加,顶点位移增加；随着连体刚度增加,顶点位移减小；对于斜向连体结构,连体所在楼层的层间位移角明显减小；设置连体就顶层位移而言是有利的；当主体结构存在较大偏心时,连体与主体结构间不宜采用刚性连接；大跨斜向连体在大坡度情况下不宜采用大刚度连体。

全文目录

摘要  7-8
ABSTRACT  8-10
第1章绪论  10-26
  1.1 引言  10
  1.2 连体结构的概念、形式及其发展现状、分类和特点  10-18
    1.2.1 连体结构的概念、形式  10
    1.2.2 连体结构的发展现状  10-16
    1.2.3 连体结构的分类  16-17
    1.2.4 连体结构的特点  17-18
  1.3 连体结构的研究现状  18-25
    1.3.1 连体结构的计算模型  19-24
    1.3.2 静力和动力分析  24
    1.3.3 结构控制  24-25
  1.4 本文的主要研究内容  25-26
第2章复杂连体结构的工作性能分析  26-34
  2.1 连体结构的受力特点  26-28
    2.1.1 横向荷载作用下连体结构受力特点  26
    2.1.2 纵向荷载作用下连体结构受力特点  26-27
    2.1.3 连体弹性连接受力特点  27-28
  2.2 连体结构的纵向荷载的简化计算  28-31
    2.2.1 内力计算  28-30
    2.2.2 顶点侧移的计算  30-31
    2.2.3 连体结构顶点位移的影响因素  31
  2.3 连体结构抗震性能研究方法  31-34
    2.3.1 振型分解反应谱法  31-32
    2.3.2 时程分析法  32-34
第3章复杂连体钢结构动力特性分析  34-43
  3.1 分析模型建立  34-37
  3.2 结构动力特性分析  37-41
  3.3 本章小结  41-43
第4章复杂连体钢结构弹塑性时程分析  43-57
  4.1 地震波的选择  43-44
  4.2 地震作用下连体结构弹塑性时程分析  44-55
  4.3 本章小结  55-57
第5章结论与展望  57-59
  5.1 本文结论  57
  5.2 展望  57-59
参考文献  59-62
致谢  62-63
附录A 攻读硕士研究生期间所发表论文  63

复杂连体钢结构整体协同工作性能分析

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