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连体结构体系在竖向地震作用下的动力分析

作　者: 石洪林
导　师: 刘洪兵
学　校: 西北工业大学
专　业: 结构工程
关键词: 大跨连体结构竖向地震作用时程分析平面杆系模型串并联多质点系
分类号: TU352.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

高层建筑连体结构是指两个塔楼或多个塔楼(或不带底盘的两座楼体)由设置在一定高度处的连接体(又称连廊)相连而成的建筑物。在地震作用下由于连接体的存在使得由原来独立发生振动的塔楼要相互作用、相互影响,在地震作用下的反应远比单体结构和无连接体的多塔结构受力复杂,会出现较强的藕联震动、扭转加大等现象,因此连接体的设置改变了结构的动力特性。按照现行《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2003》的定义,连体结构属于“复杂高层建筑结构”,应该采取更严格的抗震措施来进行设计。文献[1]-[9]对该结构在水平地震的作用下作了详细的分析。然而近年来人们对竖向地震日益重视,大量宏观震害和强震记录表明,在高烈度区竖向地震力对建筑物的影响是很明显的。尤其大跨连体结构由于连体的跨度较大,对竖向振动会更为敏感,它的扰动可能会造成连体的破坏和主体结构的局部破坏(《建筑抗震设计规范GB 50011-2001》规定:8度和9度,长悬臂和其它大跨度结构应记入竖向地震作用的影响。)因此,对高层建筑连体结构进行竖向地震反应分析就显得尤为重要。本着这点出发,本文着重对大跨度连体框架结构进行了竖向地震的动力分析。本文所做的主要工作有: (1)对连体结构体系采用平面杆系模型,并对该模型离散化,形成对结点考虑三个自由度的串并联多质点系模型;并对在该模型下建立的动力矩阵用静力凝聚法进行简化,消去与竖向位移耦联的其它位移,分离出关于竖向振动的特性矩阵方程; (2)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; (3)对连体结构中连接体的刚度变化、连接体的位置上下变化、连接方式的变化以及带有大底盘的双塔连体结构等采用有限元分析的方法编程进行时程分析,得出相关结论。

连体结构体系在竖向地震作用下的动力分析

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