板式转换层对高层结构动力响应的影响

摘要

随着高层建筑向多功能发展，板式转换结构在工程中的需求越来越广泛。对板式转换层结构的理论研究不够深入，其内力分布规律以及在地震作用下的分析与计算方法远没有梁式、桁架式成熟，从而制约并影响了该类工程的设计和应用。本文就板式转换层对转换结构动力响应的影响进行分析讨论，为这方面的理论研究提供一定的参考。 文中采用组合有限元法进行ANSYS建模，建模时使用全部楼层弹性板的假定，转换厚板用实体单元进行建模。在此基础上对文中模型进行有限元分析。本文的分析内容主要分两部分：一是通过对四个转换层的不同设置位置的模型计算，比较转换层设置位置对结构本身动力特性的影响；以及在水平地震作用下的振型分解反应谱分析，对比转换层设置位置的不同对结构变形以及传力途径的影响：同时通过对三条地震波的时程分析，比较结构地震作用位移效应的影响。分析转换层设置位置对结构抗震性能的影响。二是改变转换板本身的厚度得到一组三个模型，研究模型在水平地震作用下结构的动力响应，分析转换厚板自身性质的改变对结构抗震性能的影响规律。 本文的工作旨在通过研究转换层设置高度及转换板自身性质对结构动力响应的影响，能较深入的认识和了解此种结构，为设计及以后的研究工作提供一定的依据。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1高层建筑结构转换层概述

1.1.1引言

1.1.2高层建筑结构转换层概述

1.1.3转换层的功能及其分类

1.1.4高层建筑结构转换层的主要结构形式及其优缺点

1.1.5板式转换结构工程应用概况

1.2高层建筑结构转换层的研究概况：

1.2.1结构转换层的研究现状

1.2.2国内外板式转换层结构研究现状

1.3所用软件及建模方式简介

1.3.1有限元分析软件

1.3.2有限元建模

1.4本课题研究的意义

1.5本文主要工作内容简介

第2章高层建筑结构抗震分析理论

2.1结构抗震分析理论发展

2.1.1静力理论

2.1.2反应谱理论

2.1.3动态分析

2.2结构振动特性计算方法——子空间迭代法

2.2.1 Rayleigh—Ritz法的矩阵形式

2.2.2子空间迭代法的计算过程

2.3振型分解反应谱法

2.3.1单自由度反应谱

2.3.2振型分解法

2.3.3地震效应计算

2.4时程分析法

2.5结构动力有限元法

第3章转换层设置高度对结构抗震性能的影响

3.1模型介绍及基本数据

3.1.1工程概况

3.2.2水平地震作用

3.2.3 ANSYS中建模

3.2各模型侧向刚度比计算

3.3.1转换板上、下结构等效侧向刚度比

3.3.2转换板上、下结构自身两水平方向侧向刚度比

3.3结构自振特性比较

3.3.1结构自振周期与振型

4.2.2结构空间振型详细数据分析

3.4水平地震作用下结构层位移、层间角位移比较

3.4.1振型分解反应谱法结构层位移、层间角位移比较

3.4.2时程法层位移、层间角位移比较

3.5结构水平地震作用下剪力分配和传力途径比较

3.5.1各层层剪力大小的突变

3.5.2传力途径分析

3.6本章小结

第4章转换板本身性质对结构抗震性能的影响

4.1前言：

4.2结构自振周期比较

4.3水平地震作用下结构层位移、层间角位移比较

4.3.1反应谱法对水平地震作用下结构位移、层间角位移分析

4.3.2时程分析法对水平地震作用下结构位移、层间角位移分析

4.4水平地震作用下结构楼层剪力分配和传力途径分析

4.4.1楼层地震剪力分析

4.4.2转换板上部楼层地震剪力的分配

4.4.3转换板下部楼层地震剪力的分配

4.5本章小结

总结

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文