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带有梁式转换复杂高层结构的设计方法研究

作　者: 孙红虎
导　师: 张仲先
学　校: 华中科技大学
专　业: 结构工程
关键词: 梁式转换复杂高层结构框支剪力墙性能设计弹塑性时程分析
分类号: TU973.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 226次
引　用: 3次
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内容摘要

带有转换层的高层建筑结构是一种非常规的复杂高层结构形式,其显著特点是主要抗侧力构件沿结构竖向分布不连续,结构竖向刚度分布不均匀。在强烈地震作用下结构易产生薄弱层,是一种不利于工程抗震的结构形式,在高烈度地区采用时要注意采取合理的结构措施以保证工程结构的抗震性能要求。基于性能设计的核心思想是:设计师对结构在遭遇地震作用时的破坏形态是可预见的,地震灾害是可控制的,性能设计是实现被动抗震到主动抗震的一个巨大进步,其关键是控制结构在罕遇地震作用时的非线性变形。本文将基于性能设计的思想与设计方法应用于实际的复杂高层建筑结构的设计中,并对这种带有梁式转换的复杂高层结构的设计方法进行了研究。本文比较系统地介绍了转换层结构的类型、特点以及带有梁式转换框支剪力墙结构的设计要点; 论述了概念设计、基于性能的结构设计在工程结构的抗震设计中的重要性; 分析了高位转换对结构性能的不利影响。结合工程实例采用了两种不同力学分析模型进行了计算分析和对比,并采用弹性时程分析对结构在多遇地震作用下的弹性内力和变形结果进行了复核; 在该工程的结构设计中引入了性能设计(Per-formance-Based Design)的概念,对转换层结构采用基于性能设计的设计思想进行了尝试; 最后本文系统地论述了结构弹塑性分析的过程和影响因素、重点分析了结构分析的力学模型的选取和地震波的合理选择; 对结构在大震作用下的变形性能进行了直观的描述,通过对结构变形结果的分析,表明本文应用概念设计以及性能设计的思想是成功的。本文通过详细的分析研究,提出了具有梁式转换复杂高层结构抗震设计时的参考意见,说明概念设计和基于结构性能的设计思想对工程抗震的重要性,为今后此类结构的设计提供了一个具体的可参考方法。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-17
  1.1 本文研究的目的与意义  8-9
  1.2 转换层结构的发展概况  9-10
  1.3 转换层结构的分类  10-13
  1.4 转换层结构设计的基本要求  13-14
  1.5 基于性能的结构设计  14-15
  1.6 本文的研究内容  15-17
2 高层建筑结构选型与体系优化  17-24
  2.1 高层建筑结构体系选型的影响因素  17-18
  2.2 高层建筑结构体系优化  18-20
  2.3 高位转换问题的探讨  20-21
  2.4 工程实例的结构选型  21-24
3 带梁式转换结构的整体有限元分析  24-45
  3.1 结构分析的基本方法  24-27
  3.2 结构分析模型的建立  27-29
  3.3 设计阶段结构整体分析  29-38
  3.4 超限连梁的处理方法  38-39
  3.5 转换层设计  39-45
4 验算阶段结构整体的弹塑性分析  45-66
  4.1 静力弹塑性分析方法  45-46
  4.2 弹塑性时程分析方法  46-52
  4.3 结构及构件的非弹性特性  52-58
  4.4 时程分析结果  58-64
  4.5 时程分析结果的讨论  64-66
5 全文总结与展望  66-68
  5.1 全文总结  66-67
  5.2 展望  67-68
致谢  68-69
参考文献  69-72
附录攻读学位期间发表论文目录  72

带有梁式转换复杂高层结构的设计方法研究

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