带型钢混凝土转换层的高层建筑的动力特性和地震反应分析

摘要

近年来，高层建筑发展迅速，建筑朝体型复杂、功能多样的综合用途发展。从建筑功能的要求上讲，上部需要小开间的轴线布置，下部公用部分则希望有尽可能大的自由灵活空间，柱网要大，为了满足建筑功能的要求，结构必须以与常规方式相反进行布置，为了实现这种布置，就必须在结构形式不同的上下部之间设置一个特殊的楼层，使其能承受上部结构的各种内力，并将其可靠的传递给下部结构，这一能起结构转换作用的楼层，称为转换层。型钢混凝土桁架转换层是一种新型转换层结构，具有自重轻，承载力高，施工简单，造价低等优点。
　　 通过对以实际工程采用转换层的复杂高层结构方案的优化设计，着重分析比较了工程重要部位5种局部结构方案对整体结构的周期、位移、层刚度比等指标、构件传力效果以及受力大小的影响关系，以便选用合理的结构方案。
　　 其次介绍了带转换层结构弹性动力分析的一般理论方法，以一个实际工程为背景，采用SAP2000有限元软件，建立原结构的三维有限元分析模型。通过反应谱和时程分析，研究了设置型钢混凝土桁架转换层结构的动力特性和在地震作用下结构侧向变形和总剪力等性能，分析其多遇地震作用下的地震反应。
　　 通过静力弹塑性推覆(Pushover)分析，揭示了转换层结构产生塑性铰的顺序和机制，采用能力谱方法评估了带转换层结构的复杂建筑的抗震能力。静力弹塑性分析本质上是一种静力分析方法。对结构进行静力单调加载下的弹塑性分析。进而揭示出在罕遇地震作用下结构实际的屈服机制，各塑性铰的出现顺序，找出结构的薄弱环节。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.1.1高层建筑结构转换层概述

1.1.2转换层的结构形式

1.1.3结构的转换主要形式

1.2国内外转换层结构的研究现状

1.3转换层结构研究的几方面问题

1.4问题的提出及本文主要研究内容

第2章 高位转换层结构方案优化设计

2.1计算模型的建立

2.1.1工程概况

2.1.2结构选型

2.1.3结构计算

2.2几种方案整体分析对比

2.2.1转换层上、下层结构侧向刚度比的合理取值

2.2.2转换层上、下层剪切刚度比

2.3几种方案转换层上下刚度比

2.4本章小结

第3章 高位桁架转换层结构动力分析

3.1引言

3.2计算模型

3.2.1工程概况

3.2.2结构建模

3.3结构的动力特性

3.3.1理论分析法

3.3.2实测和经验公式法

3.4模态分析

3.5振型分解反应谱法分析

3.5.1振型分解反应谱法基本原理及基本假定

3.5.2振型分解反应谱法实施步骤

3.5.3地震反应谱分析

3.5.4位移分析

3.5.5楼层地震剪力分析

3.6结构弹性时程分析

3.6.1地震波的选取和调整

3.6.2时程分析位移、位移角对比

3.6.3时程分析与反应谱变形比较

3.7本章小结

第4章静力弹塑性(静力Pushove)分析

4.1 Pushover方法的基本原理

4.2 Pushover能力谱分析步骤

4.2.1 Pushover两个重要问题

4.2.2 Pushover优点及局限性

4.3 Pushover在MIDAS/Gen中的应用

4.4工程算例分析

4.5抗震能力分析

4.6本章小结

第5章结论与展望

5.1结论

5.2对本工程的设计建议

5.3展望

致 谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文