某大底盘双塔连体高层地震响应分析

摘要

大底盘双塔连体结构是由地下室与裙房形成大底盘并在一定高度位置设置连接体，将相对独立的塔楼连接在一起而形成的一种高层建筑结构形式。此类建筑外形新颖独特，并可以有效地利用空间，同时还可以满足建设方多功能的使用要求。因此，此类结构逐渐成为高层建筑的热门选择。此类结构竖向体型收进大，上部结构较裙房刚度降低很大，裙房顶部形成薄弱部位，同时由于连体的存在，该结构在地震作用下，各个塔楼之间会相互作用，相互影响，从而使结构发生很强的耦联作用，扭转效应明显增强。本文在查阅了国内外有关大底盘双塔连体结构资料的基础上，结合实际工程，对大底盘双塔连体结构的动力特性以及在多遇地震作用下的地震响应进行了较为深入的研究，为此类结构的应用提供依据，并为进一步的研究提供参考。论文的研究工作内容主要包括以下四个方面:
　　(1)利用PMSAP软件分别建立了单塔结构，双塔结构，连接体分别设置在结构上、中、下部的双塔连体结构，共5个有限元模型。
　　(2)利用PMSAP软件对各个模型的动力特性进行分析，研究表明:单塔、双塔及双塔连体结构的动力特性与地震响应差异明显，连接体设置位置对双塔连体结构的动力特性与地震响应也有显著的影响。其中单塔、双塔结构地震响应很常规，双塔连体结构扭转效应明显增强。连接体位置越高，对两个塔楼连接效应越强，同时由于连体本身质量附加，最大楼层位移与最大层间位移角也会越大。连接体布设位置较低时，对两个塔楼连接效应不明显，此时双塔连体结构地震响应更接近无连体双塔结构。
　　(3)利用PMSAP软件对各个双塔连体结构的连接体自身构件以及连体与塔楼的连接构件进行内力分析。进一步分析了在考虑了竖向地震作用下，结构振型变化与连体、连接件的内力变化。
　　(4)对双塔连体结构在多遇地震下进行了弹性时程分析，并将分析结果与振型分解反应谱法分析结果进行比对。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 地震的危害与防灾

1．1．1 地震作用特点

1．1．2 结构抗震设计的难点

1．1．3 结构抗震设计中的基本原则

1．1．4 地震防灾对策

1．2 大底盘双塔连体结构介绍

1．2．1 大底盘双塔连体结构的分类

1．2．2 大底盘双塔连体结构的实际应用

1．3 双塔连体结构的研究现状

1．4 本文主要研究内容

第二章 双塔连体结构地震响应与常用分析方法

2．1 结构地震反应的分析方法

2．1．1 静力分析方法

2．1．2 反应谱分析方法

2．1．3 动力分析方法

2．1．4 基于性能的分析方法

2．2 大底盘双塔连体结构的特点和震害

2．2．1 大底盘双塔连体结构的组成

2．2．2 大底盘双塔连体结构的特点

2．2．3 大底盘双塔连体结构的震害特征

2．3 规范对连体结构抗震设计的要求

2．4 计算软件的选取

2．5 本章小结

第三章 本文研究工程背景及主要计算分析结果

3．1 工程概况及本文研究的准备工作

3．1．1 建设场地地质条件及地震效应

3．1．2 结构概况

3．1．3 本文研究准备工作

3．2 单塔结构与双塔结构的地震响应分析

3．2．1 单塔结构在多遇地震下的地震响应

3．2．2 双塔结构在多遇地震下的地震响应

3．2．3 单塔、双塔结构地震响应对比分析

3．3 双塔连体结构地震响应分析

3．3．1 双塔连体结构在多遇地震下的地震响应

3．3．2 双塔连体结构与双塔结构的地震响应对比分析

3．4 连接体布设在不同位置的双塔连体结构地震响应的影响

3．4．1 连接体布设在中部的双塔连体结构在多遇地震下的地震响应

3．4．2 连接体布设在下部的双塔连体结构在多遇地震下的地震响应

3．4．3 连接体布设位置对双塔连体结构的地震响应分析

3．5 本章小结

第四章 连接体自身与连接构件的内力分析

4．1 连接体布设位置对连体本身地震响应的影响

4．1．1 连接体布设位置对钢梁A，B的受力影响

4．1．2 连接体布设位置对型钢梁C的受力影响

4．1．3 连体与连接件地震作用下内力分析总结

4．2 竖向地震作用下，双塔连体结构地震响应分析

4．2．1 竖向地震作用及其对结构的影响

4．2．2 考虑竖向地II作用的两种分析方法

4．2．3 考虑竖向地震作用对双塔连体结构的振型、周期的影响

4．2．4 竖向地震对连体与连接构件的影响

4．3 本章小结

第五章 双塔连体结构的弹性时程分析

5．1 地震波的选取与输入

5．2 弹性时程地震响应分析

5．2．1 结构弹性时程分析的位移反应

5．2．2 结构弹性时程分析的内力反应

5．3 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作

致谢