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中航国际广场大厦结构稳定性分析

作　者: 曾支明
导　师: 丛树民
学　校: 沈阳大学
专　业: 岩土工程
关键词: 高层钢—混凝土混合连体结构静力分析动力分析薄弱环节加固改造
分类号: TU973.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 6次
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内容摘要

本文应用大型有限元分析软件ANSYS对成都中航国际广场大厦进行了较全面的静力和动力分析。根据该大厦结构设计资料及结构特点选择及建立力学模型,在此基础上,建立ANSYS分析模型,而后对该大厦进行了较全面的静力和动力分析。有效地解决了建立结构核心筒、钢架连体、剪力墙及楼板之间在建模上尺寸处理问题,实现了不规则高层双塔钢—混凝土混合连体结构向ANSYS模型的转化。该建筑ANSYS模型节点有四万多个、单元有五万多个,其结构模型复杂,在建模中很好地解决了不同材料之间节点连接问题。进行了对该大厦在自重荷载与风荷载不同组合作用下的静力分析;并且在静力分析基础上进行动力分析,通过谱分析,得出本建筑结构在地震作用下,水平位移的变化规律:随着层数的增加,水平位移逐渐增大,框架与剪力墙均发生扭转;再通过不同地震波作用下的动力时程分析。找出不同地震作用对结构产生的影响:随着结构作用地震等级的增大,结构的层间位移不断增大;层间位移角突变明显,结构X方向位移及扭转也明显。在对成都中航国际广场大厦ANSYS分析的基础上,找出了本建筑结构的薄弱环节,并提出需要对这些薄弱环节采取相应的加固改造,以保证该建筑物的正常安全使用。该项研究成果对于成都地区的其他高层钢—混凝土混合连体建筑抗震提供了很有价值的参考。特别是汶川5.12强烈地震之后,对于成都地区原有建筑进行量化安全评估和加固改造是必要的也是及时的。该项研究具有重要安全意义和实用价值。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
1 绪论  11-15
  1.1 引言  11
  1.2 钢-混凝土混合结构体系  11-12
  1.3 双塔连体结构的特点  12-13
  1.4 不规则结构在抗震中的危害  13-14
  1.5 本文选题的依据及主要研究工作  14-15
    1.5.1 本文选题依据及意义  14
    1.5.2 本论文研究的主要工作  14-15
2 双塔钢—混凝土混合连体结构及ANSYS 简介  15-27
  2.1 高层双塔钢—混凝土混合连体结构  15-16
    2.1.1 根据双塔钢—混凝土混合连体结构的对称性分类  15
    2.1.2 连接体与塔楼的连接形式  15-16
  2.2 高层双塔钢—混凝土混合连体结构分析模型  16-18
    2.2.1 本论文主结构的凝聚模型  17-18
  2.3 高层双塔钢—混凝土混合连体结构刚度与受力  18-19
    2.3.1 质心的计算  18
    2.3.2 结构侧向受力特点  18-19
    2.3.3 结构层间位移角  19
  2.4 地震作用对结构的影响  19-23
    2.4.1 水平地震作用对结构的影响  20-21
    2.4.2 地震作用对结构产生的扭转影响  21-23
  2.5 ANSYS 软件应用技术  23-27
    2.5.1 ANSYS 的分析过程  23-25
    2.5.2 ANSYS 软件的基本组成形式  25-27
3 成都中航国际广场大厦工程实例分析  27-44
  3.1 工程概况  27-31
  3.2 成都中航国际广场大厦结构主要特点  31-32
  3.3 中航国际广场大厦力学模型建立  32-40
    3.3.1 单元类型的选择  32-38
    3.3.2 材料属性的定义  38-39
    3.3.3 实际模型的简化及力学模型的建立  39-40
  3.4 结构建模过程中主要技术问题的处理  40-41
    3.4.1 模型各构件尺寸的处理  40-41
  3.5 ANSYS 模型的建立  41-44
4 成都中航国际广场大厦静力分析  44-61
  4.1 结构荷载类型的选择  44-47
    4.1.1 结构位移荷载的施加  44
    4.1.2 结构重力荷载的施加  44
    4.1.3 结构风荷载的施加  44-47
  4.2 结构的荷载工况组合  47-48
    4.2.1 承载能力极限状态下的荷载效应组合  47-48
    4.2.2 正常使用极限状态下的荷载组合  48
  4.3 结构的静力分析  48-60
    4.3.1 结构整体稳定性分析  48-52
    4.3.2 不同荷载组合间的对比分析  52-60
  4.4 小结  60-61
5 成都中航国际广场大厦动力分析  61-91
  5.1 结构的模态分析  61-73
    5.1.1 结构动力特性、自振周期与振型  61-73
  5.3 结构反谱分析  73-79
    5.3.1 谱分析相关系数确定  74-75
    5.3.2 谱分析结果  75-79
  5.4 结构的动力时程分析  79-90
    5.4.1 动力时程分析的优、缺点  80
    5.4.2 地震波选取  80-82
    5.4.3 动力时程分析结果  82-90
  5.5 薄弱环节  90
  5.6 小结  90-91
6 重要结论与展望  91-93
  6.1 重要结论  91-92
  6.2 展望  92-93
参考文献  93-97
在学期间研究成果  97-98
致谢  98-99

中航国际广场大厦结构稳定性分析

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