超限高层建筑结构整体抗震性能分析与设计

摘要

自中国加入WTO以来，国内产业结构体系进行了调整和优化，使得国民经济得到快速发展，进而推动了城市化建设的进程。高层建筑得以迅猛发展和超高层建筑大量涌现，其结构形式更加多样化，主要结构形式:框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构、框架—核心筒结构，筒中筒结构。 传统的抗震设计方法仅是基于承载力和确保构造延性，已不能满足现代高层建筑抗震性能的要求。特别是超高层建筑，罕遇地震作用下极易造成人员伤亡和财产破坏。基于性能的抗震设计能够满足超高层建筑抗震性能的要求。本文通过对日照兴业喜来登广场主楼进行小、中震计算，确保结构整体符合相关规范要求，并采用通用有限元软件ABAQUS对超限主楼单塔结构进行了罕遇地震作用下的动力时程分析。通过分析结果验证了结构满足“大震不倒”的设防水准要求，同时寻找结构薄弱部位和薄弱构件并进行相应的加强。同时，对该超限高层主楼结构在罕遇地震作用下的力学性能进行了分析，最终对损伤程度做出了相应的评价。计算结果表明:主楼结构，在三组罕遇地震作用下，整体性能保持较好，能满足罕遇地震下的抗震性能目标。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 地震灾害

1．2 我国抗震工程

1．2．1 我国抗震工程的发展

1．2．2 基于性能抗震设计

1．3 高层建筑结构体系

1．3．1 高层建筑结构形式及要求

1．3．2 高层双塔结构的概念

1．4 高层建筑结构抗震设计

1．5 本文的主要研究内容

第2章 建筑结构弹塑性分析的理论基础

2．1 概述

2．2 基于材料的模型

2．3 剪力墙结构的弹塑性有限元模型

2．4 分层壳模型

2．4．1 分层壳单元的基本原理

2．5 弹塑性分析应用

2．5．1 弹塑性分析与基于性能抗震设计的关系

2．6 静力弹塑性分析方法

2．6．1 静力弹塑性分析方法的提出及其在国内外发展状况

2．6．2 静力弹塑性分析方法的基本原理

2．6．3 静力弹塑性分析中的水平侧力加载模式

2．6．4 静力弹塑性分析水平侧力加载模式缺点及改进方法

2．7 动力弹塑性时程分析

2．7．1 动力弹塑性时程分析的基本原理及基本方法

2．7．2 动力弹塑性时程分析优缺点

2．8 本章小结

第3章 有限元法及ABAQUS软件

3．1 有限元法

3．1．1 有限元法的基本思想

3．1．2 有限元法在结构工程中的应用步骤

3．2 ABAQUS软件

3．2．1 ABAQUS的求解模块

3．2．2 ABAQUS的建模方式

3．2．3 ABAQUS分析步骤

3．3 ABAQUS中的材料模型

3．3．1 混凝土材料的本构关系

3．3．2 钢材的本构关系

3．4 本章小结

第4章 SATWE和ETABS在工程实例中的应用

4．1 工程概况

4．2 结构体系

4．3 抗震性能目标

4．4 结构小震弹性计算

4．4．1 整体计算参数(小震弹性)

4．4．2 单、双塔结构模型振型曲线图

4．5 结构中震计算

4．5．1 中震计算参数

4．5．2 中震不屈服验算结果

4．5．3 中震弹性验算结果

4．6 本章小结

第5章 ABAQUS在实际工程中的超限分析应用

5．1 引言

5．2 地震波的选取

5．3 单、双塔结构的模态分析

5．4 罕遇地震下的动力弹塑性时程分析

5．4．1 基底剪力

5．4．2 最大层间位移角

5．4．3 核心筒剪力墙、框架柱、框架梁损伤情况

5．5 本章小结

第6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