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中汇广场大厦结构稳定性分析

作　者: 朱健博
导　师: 丛树民
学　校: 沈阳大学
专　业: 岩土工程
关键词: 高层建筑结构不规则结构节点耦合静力分析谱分析时程分析
分类号: TU311.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文用ANSYS对成都中汇广场大厦进行了较全面的静力与动力分析。首先根据该大厦结构设计资料建立力学模型。在此基础上,建立ANSYS模型,而后对该大厦进行了静力分析和动力分析。(1)很好地解决了转换结构核心筒、转换层、剪力墙及楼板之间模型建立上尺寸处理问题,实现了高层带梁式转换不规则结构向(?)ANSYS模型的转化。(2)该ANSYS模型节点十一万多个、单元十五万多个,其模型复杂,在建模中很好地解决了节点耦合问题。(3)完成了对该大厦施加风荷载与自重荷载作用下的静力分析。(4)通过谱分析,得出结构在地震作用下,层间位移与层间位移角的变化规律：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,转换层刚度较大,在此处结构易发生突变,剪力墙中部扭转较大,有破坏的趋势。(5)通过多遇地震下的结构动力时程分析。找出了地震作用对结构产生的影响：随着峰值加速度不断增大,层间位移不断增加,层间位移角突变明显,导致结构Y方向扭转明显。在对成都中汇广场大厦ANSYS分析的基础上,找出了薄弱环节。根据其分析结果对这些薄弱环节进行加固改造,以保证该建筑物的使用安全。该项研究成果对于成都地区的其它高层建筑提供了有价值的参考。特别是成都地区的建筑已受到汶川5.12强烈地震的影响,对于成都地区原有建筑进行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  11-17
  1.1 引言  11
  1.2 框架—剪力墙结构体系  11-12
  1.3 转换层结构国内外研究现状  12-15
    1.3.1 转换层结构国外研究现状  12-13
    1.3.2 转换层结构国内研究现状  13-14
    1.3.3 转换层结构发展趋势  14-15
  1.4 不规则结构的产生及存在问题  15
  1.5 本文选题的依据及主要研究工作  15-17
    1.5.1 本文选题依据及意义  15-16
    1.5.2 本文的主要研究工作  16-17
2 转换层结构及ANSYS简介  17-37
  2.1 转换层结构简介  17-19
    2.1.1 转换层结构分类  17
    2.1.2 转换层的结构形式  17-19
  2.2 转换层结构计算原则  19-20
    2.2.1 转换层结构的楼板假定  19
    2.2.2 弹性工作状态  19-20
    2.2.3 考虑墙与柱子轴向变形的影响  20
  2.3 转换层结构特点和主要性能指标  20-26
    2.3.1 质量中心、刚度中心  20
    2.3.2 结构侧向受力特点  20-21
    2.3.3 框架和剪力墙总刚度  21-24
    2.3.4 转换层上下结构侧向刚度比  24-25
    2.3.5 结构侧向位移特征  25
    2.3.6 结构层间位移角  25-26
    2.3.7 转换梁设计的主要方法  26
  2.4 地震作用对结构的影响  26-30
    2.4.1 质点运动方程的建立  26-27
    2.4.2 水平地震作用对结构的影响  27-28
    2.4.3 地震作用对结构产生的扭转影响  28-30
  2.5 ANSYS软件应用技术  30-37
    2.5.1 ANSYS的分析过程  31-34
    2.5.2 ANSYS软件的主要技术特点  34
    2.5.3 ANSYS软件的基本组成形式  34-37
3 中汇广场大厦工程实例分析  37-53
  3.1 工程概况  37-41
  3.2 中汇广场大厦结构主要特点  41
  3.3 结构力学模型的建立  41-49
    3.3.1 单元类型的选择  41-47
    3.3.2 材料属性的定义  47-48
    3.3.3 实际模型的简化及力学模型的建立  48-49
  3.4 结构建模过程中主要技术问题的处理  49-50
    3.4.1 模型各构件尺寸的处理  49
    3.4.2 模型耦合问题的处理  49-50
  3.5 ANSYS模型的建立  50-53
4 中汇广场大厦结构静力分析  53-67
  4.1 结构荷载类型的选择  53-56
    4.1.1 位移荷载的施加  53
    4.1.2 重力荷载的施加  53
    4.1.3 风荷载的施加  53-56
  4.2 结构荷载工况组合  56-58
    4.2.1 承载能力极限状态下的荷载组合  57
    4.2.2 正常使用极限状态下的荷载组合  57-58
  4.3 结构静力分析  58-65
    4.3.1 结构整体稳定性分析  58-59
    4.3.2 转换梁不同截面尺寸的对比分析  59-65
  4.4 小结  65-67
5 中汇广场大厦结构抗震性能分析  67-89
  5.1 结构模态分析  67-74
    5.1.1 结构动力特性、自振周期与振型  68-70
    5.1.2 结果振型分析  70-74
  5.2 结构反应谱分析  74-80
    5.2.1 谱分析相关系数的确定  75-76
    5.2.2 谱分析结果分析  76-80
  5.3 结构动力时程分析  80-86
    5.3.1 动力时程分析的优点与缺点  81
    5.3.2 地震波的选取  81-83
    5.3.3 动力时程分析结果  83-86
    5.3.4 谱分析与时程分析结果比较  86
  5.4 薄弱环节加固处理  86-88
  5.5 小结  88-89
6 结论与创新点  89-91
  6.1 主要结论  89
  6.2 创新点  89-91
参考文献  91-95
在学期间研究成果  95-97
致谢  97

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