地下室约束方式对非周边约束大底盘对称双塔结构小震抗震性能的影响研究

摘要

近年来，大底盘多塔楼结构在我国得到了广泛的应用。随着人们要求的日益多样化，大底盘多塔楼结构的结构形式也日趋复杂，其中亟待解决的问题也逐渐增多。
　　一般结构地下室会受到土的良好约束，在进行建模分析时，按照规范方法通常通过嵌固地下室某层，来模拟该约束作用。对于大底盘多塔结构来说，一般底盘平面尺寸比较大，加上实际场地地形存在不确定性，可能会出现地下室非周边约束的情况，即有一个面或几面没有土的约束。目前我国规范尚未规定此类情况下对结构进行建模分析时，如何模拟周围土体对地下室的约束作用。从现有文献来看，关于地下室非周边约束问题的研究相对较少。少数几篇研究该问题的文献也仅讨论了单塔楼的情况，且研究得不够深入。因此，对多塔结构开展此类研究显得非常必要。
　　本文旨在研究地下室仅有三侧有土约束的情况下，不同的地下室约束建模方式对对称双塔结构抗震性能的影响。笔者应用Midas/Building有限元分析软件，建立了36组底盘跨数不同的算例模型。每组算例模型分为结构布置完全一样但底盘约束方式不一样的3个模型。3个模型分别采用“基础嵌固”、“底盘嵌固”约束方式和本文参考桩基规范而来的“土弹簧”约束方式。总计108个模型。各模型对称的两个塔楼均为24层。对36组模型进行反应谱分析和配筋计算得到以下结论：
　　（1）三类模型的结构动力特性差异很小，基本周期由大到小的顺序为：基础嵌固模型、土弹簧约束模型、底盘嵌固模型，差值很小，在0.06s内，实际工程中可以忽略；
　　（2）塔楼最大层间位移角大小顺序跟基本周期相同。前两者差值在30％以内，后两者在19%以内。从变形方面来看，采用底盘嵌固模型进行设计与土弹簧约束模型结果更加相近，但偏于不安全。笔者建议如果条件允许，采用土弹簧约束模型进行设计更为合理，否则建议采用更为保守的基础嵌固模型。
　　（3）塔楼底层剪力大小顺序也同基本周期一样。前两者差值在20%以内，后两者在35%以内。基础嵌固模型求得的底层剪力更接近土弹簧约束模型值。从地震力方面来说，笔者建议实际工程中，如果条件允许，采用土弹簧约束模型进行设计更合理，不然建议采用较保守的基础嵌固模型进行设计。
　　（4）计算用钢量从大到小的顺序也与基本周期顺序一样。差别较小，在2%以内。对实际工程的经济性影响比较小。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 大底盘多塔结构的工程实例

1.3 大底盘多塔结构的研究概况

1.4 目前大底盘多塔结构在研究和应用中存在的主要问题

1.5 本文研究的主要内容

第二章 大底盘多塔结构抗震分析方法

2.1 引言

2.2 常用的结构抗震分析方法

第三章 模型的建立

3.1 建模分析软件的选择

3.2 分析模型的建立

3.3 部分Midas/Building分析模型图

3.4 本章小结

第四章 约束方式对对称双塔结构抗震性能的影响

4.1 分析方案

4.2 地下室约束方式对结构动力特性的影响

4.3 地下室约束方式对上部结构变形的影响

4.4 地下室约束方式对上部结构受力情况的影响

4.5 地下室约束方式对结构配筋量的影响

4.6 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间发表的论文