超限高层建筑结构动力特性分析与关键影响因素研究

摘要

抗震设计是全世界共同关注的话题，抗震分析的理论也有很多。但是，单纯以结构安全为目标的抗震设防已经不再适合现代化建筑的发展要求。当强烈地震发生后，我们不仅要保证建筑结构的安全性，更要保证建筑的各种功能依然能够正常的运行。在这种大趋势下，国外首先提出了基于性能的建筑抗震设计概念，并得到了极大的重视。该理论被引入我国后，其在国内的发展十分迅速。目前，基于性能的抗震设计已被编写进我国的多本规范。
　　随着我国经济的飞速发展，城市化进程的加快，城市的人口数量也急剧地增长，这使得原本就十分有限的土地资源变得日趋紧张。超高层建筑的大力建设，能够在一定程度上有效地缓解资源空间有限的压力，因而其存在的意义愈加明显和重要。然而，由于超高层建筑的特殊性和重要性，一旦其在地震作用下遭到严重的破坏，甚至发生倒塌，势必会造成极大的人员伤亡和巨大的财产损失。因此，超高层建筑的抗震性能需要受到特别的重视。
　　针对上述问题，本文主要从以下几个方面展开分析研究:
　　1.本文在第一章中对振型分解反应谱法、弹性时程分析法、静力弹塑性分析法、弹塑性时程分析法等这四种抗震分析基本理论作了详细的阐述，并指明它们各自的优点和缺点。
　　2.本文在第二章中介绍了本文所研究的工程项目的基本概况，并对其进行了超限总结，然后依据规范的要求进行抗震方法的选取，最终明确了对本文研究的对象工程需要进行罕遇地震作用下的弹塑性时程分析。
　　3.本文在第三章和第四章中，分别对SAUSAGE软件和MIDAS-Gen软件作了详细介绍，并指出了其所具有的优势。然后再分别运用SAUSAGE软件和MIDAS-Gen软件对文中的超限结构进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析，并得出了其层间位移角、层间位移以及变形损伤等方面的分析结果。
　　4.本文最后一章将两种软件的分析结果进行对比，然后对该结构做出抗震性能评估，并针对出现的问题提出解决措施。
　　本文旨在对超限高层结构进行动力弹塑性分析和研究，深入认识影响超限结构动力特性的因素，为设计提供依据，并为以后的研究工作奠定基础。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究意义

1．3 基于性能的抗震设计思想

1．4 结构抗震分析基本理论

1．4．1 振型分解反应谱法

1．4．2 弹性时程分析

1．4．3 静力弹塑性分析

1．4．4 弹塑性时程分析

1．5 研究内容

第2章 工程概况及相关规范条文

2．1 某市财富大厦工程概况

2．2 材料

2．2．1 主要构件混凝土强度等级

2．2．2 钢筋

2．3 设计荷载

2．3．1 楼面荷载标准值

2．3．2 风荷载

2．3．3 地震作用

2．4 建筑结构超限情况说明

2．4．1 建筑结构及高宽比

2．4．2 平面规则性判断

2．4．3 竖向规则性判断

2．4．4 结构超限情况汇总

2．5 超限专项审查概述

2．6 结构分析说明

2．7 本章小结

第3章 基于SAUSAGE的弹塑性时程分析

3．1 SAUSAGE软件简介

3．2 非线性地震反应分析模型

3．2．1 材料模型

3．2．2 构件模型

3．2．3 结构整体计算模型

3．3 地震波的选择

3．3．1 地震波选取原则

3．3．2 本工程地震波

3．4 弹塑性时程分析结果

3．5 弹塑性时程分析结论

3．6 本章小结

第4章 基于MIDAS的弹塑性时程分析

4．1 MIDAS-Gen有限元软件概述

4．1．1 MIDAS-Gen软件介绍

4．1．2 MIDAS-Gen软件特点

4．2 结构模型及单元

4．2．1 本文模型

4．2．2 单元的选取

4．2．3 地震波的选取

4．3 弹塑性时程分析结果

4．4 弹塑性时程分析结论

4．5 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 主要结论

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况