高层斜交网格结构竖向荷载作用下外筒结构侧移规律研究

摘要

1960年，匹兹堡大厦的建成拉开了高层斜交网格结构研究的序幕。到21世纪初，对高层斜交网格结构的研究也越来越多，相关的研究成果正不断地以文献或工程实例的形式展现出来。高层斜交网格结构作为建筑领域的新姿态，它造型多样，美观大气，将其研究做深做全做细，有利于我国经济的发展，也将推动学术界的创新。
　　通过有限元分析软件SAP2000建立了不含楼板、核心内筒和连系梁的高层斜交网格外框筒结构模型、只设核心筒的高层斜交网格结构模型及在核心筒基础上加设楼板的高层斜交网格结构模型，对上述三个不同结构形式的高层斜交网格结构模型施加竖向荷载。在弹性范围内，分析外筒结构整体变形曲线得到了竖向荷载作用下，高层斜交网格结构独特的外鼓特征，即侧移规律。分析该规律产生的原因，同时建议采用侧移较小的结构形式，符合现有工程实例普遍应用的结构形式。又改变荷载值的大小，总结了高层斜交网格结构的变形随荷载值变化的变化规律，同时指出构件内力特点。
　　通过斜柱受力后的几何变形图，得出斜柱变形与结构侧向位移的关系，推导出计算高层斜交网格结构竖向荷载作用下最大侧向位移的理论公式。与有限元分析结果对比得出，该公式的计算结果具有一定的参考价值，可以用来初步估算高层斜交网格结构竖向荷载作用下的侧移值。
　　定义斜柱与水平方向的夹角为斜交角度，通过对斜交角度为37.56°、45.71°、56.96°、66.56°、71.99°以及77.77°的六个高层斜交网格结构模型施加竖向荷载，研究斜交角度在高层斜交网格结构侧移规律中所起的重要作用。通过对比六个不同斜交角度的高层斜交网格结构模型侧移曲线，结合第二章得出的侧移规律，发现斜交角度小于50°的两个结构模型侧移曲线变异，不符合规范规定，将其舍弃并对剩下的结构模型继续研究其外鼓侧移的影响因素。
　　最后分别以斜交角度为56.96°、66.56°、71.99°以及77.77°的四个高层斜交网格结构模型为研究对象，研究加强节点、增加斜柱截面面积和增加环梁截面面积对高层斜交网格结构竖向荷载作用下侧移值的影响。得出三种措施较实用的为加强节点和增加环梁截面面积，增加斜柱截面面积的做法意义不大。在斜交角度较小时，加强节点同时加强节点附近部分环梁，是充分提高高层斜交网格结构的受竖向力性能的一个经济的措施。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 提出课题

1．1．1 课题背景

1．1．2 研究目的和意义

1．2 文献综述

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．2．3 现有研究的不足

1．3 课题研究思路与论文结构

第2章 高层斜交网格结构不同结构形式的侧移规律

2．1 本章引论

2．2 高层斜交网格结构的构造组成及结构形式

2．2．1 高层斜交网格结构的构造组成

2．2．2 高层斜交网格结构的结构形式

2．3 研究模型建立及加载

2．4 计算结果与分析

2．4．1 同一个结构模型不同荷载值作用下外筒侧向变形

2．4．2 不同的有限元结构模型相同荷载值作用下外筒侧向变形

2．5 理论推导

2．5．1 变量表

2．5．2 由斜柱的应变关系推导

2．6 本章总结

第3章 高层斜交网格结构不同斜交角度的侧移规律

3．1 提出问题

3．2 设置不同斜交角度的方案

3．3 建立模型并加载分析

3．4 分析主要影响因素

3．4．1 斜交节点强度

3．4．2 斜柱截面面积

3．4．3 环梁截面面积

3．5 工程建议

3．6 本章总结

第4章 结论与展望

4．1 研究结论

4．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文