高层建筑小塔楼在地震中的“鞭稍效应”对结构性能的影响研究

摘要

在多高层建筑的顶端，常常由于使用功能的需要而修筑小塔楼，在地震作用下，小塔楼的存在会对整体结构最大内力产生不可忽视的影响。多次震害调查表明，顶部附有小塔楼的建筑较之没有附带小塔楼的建筑，在地震发生时的位移变形要大得多。
　　 本论文首先叙述了建筑结构动力学基本理论知识，然后对具有突出物的高层框架结构建立了相应的力学模型(模型Ⅰ、模型Ⅱ、模型Ⅲ)，通过计算机分析得到建筑结构在地震作用下的地震反应，采用图表分析和对比分析的方法，探讨了结构产生鞭梢效应的原因及影响。采用三种模型模态分析的结果，探讨了结构在顶部附加小塔楼时结构自身的动力特性发生的变化规律。
　　 目前在结构计算地震作用，可采用振型分解反应谱法计算结构的地震效应，本论文也在专门的一章采用振型分解反应谱法对比计算分析了模型在地震作用下的内力值，通过数据比较说明分析了鞭稍效应的影响。
　　 为了深入探讨结构的抗震性能，本论文还采用大型有限元软件SAP2000对结构在罕遇地震作用下结构的动力弹塑性能进行了相应的计算分析。在结构进入弹塑性状态下，结构的动力响应在两个模型中表现有很大的不同，本论文通过对比分析详细探讨了两个模型在罕遇地震作用下的不同响应。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1地震作用简述及高层建筑小塔楼地震反应

1.2研究的意义及国内外现状分析

1.3本论文研究目标、研究内容、拟解决的关键问题

第二章高层建筑地震反应计算的理论基础

2.1多质点弹性体系的地震反应

2.2多质点体系水平地震作用和地震效应

2.2.1振型分解反应谱法

第三章带塔楼高层建筑地震反应模态分析

3.1模态分析概论

3.2模态分析的基本理论

3.2.1由动力方程转换为微分方程

3.2.2生成模态方程的数学方法

3.2.3模态方程求解的指导思想

3.2.4 SAP2000模态分析步骤

3.3模态分析算列

3.3.1选取模型概况

3.3.2振型计算结果

3.3.3模型Ⅱ振型计算结果

3.3.4模型Ⅲ振型计算结果

3.3.5结论

第四章带塔楼高层建筑地震反应谱分析

4.1带一层小塔楼框架结构反应谱分析

4.1.1力学参数描述

4.1.2地震力作用下带一层小塔楼框架结内力计算结果

4.2不带小塔楼框架结构反应谱分析

4.2.1力学参数描述

4.2.2地震力作用不带小塔楼框架结内力计算结果

4.3带两层小塔楼框架结构反应谱分析

4.3.1力学参数描述

4.3.2地震力作用下带两层小塔楼框架结内力计算结果

4.4两种模型弯矩剪力比较

4.5两种模型内力比较结论

第五章模型非线性时程分析计算

5.1非线性时程分析概论

5.2非线性时程分析应用范围

5.3非线性时程分析计算结果

5.3.1选取模型及参数

5.3.2非线性时程分析结论

第六章结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文