底盘刚度及转换层高度对大底盘双塔结构抗震性能的影响

摘要

大底盘双塔带转换层结构是将底部设置为大底盘，裙房与标准层之间采用转换层过度，转换层上部采用两个塔楼作为主体的结构。由于大底盘和转换层的存在，使整个结构的受力性能比较复杂。目前对混凝土基本构件的非线性研究较多，也较深入，但对整体结构的非线性研究较少，对大底盘双塔带转换层结构这种复杂结构的研究更不多见。
　　 本课题在理论分析的基础上，利用PKPM软件对大底盘双塔带转换层结构进行了系统的计算分析。主要有以下几方面的内容：
　　 一、对整体结构进行计算分析，首先在弹性分析时作者通过对不同地震波、不同场地类别和不同设防烈度的结构进行了对比，针对波的选择，场地类别和设防烈度的影响提出几点看法，其次在弹塑性分析时对结构在8、9度时各类型场地的多遇及罕遇地震进行抗倒塌验算，并得出力-变形曲线，判断整个结构的受力性能和延性好坏。
　　 二、对改变转换层在结构中设置高度进行计算分析，认为当转换层位置高度越高时，虽然对结构基本自振周期影响不大但地震反应力的突变愈加明显。因此必须采用高位转换时，应控制层剪切刚度比，使转换层上、下的结构变形特征和刚度比较接近，避免在转换层附近产生层间位移角突变。同时应加强框支层以下的抗侧刚度，避免薄弱层出现在框支层。
　　 三、通过改变大底盘相对刚度的计算分析，对于本文实例来讲，双塔楼结构的自振周期，随落地底盘刚度的增加而变短，且主要影响结构的高阶振型，对低阶振型影响不大。结构的最大楼层位移和最大层间位移角都随底盘刚度增加而减小，但改变底盘刚度对转换层以下结构的侧移的影响较大，对塔楼的影响很小；转换层处结构的位移曲线出现转折，层间位移角曲线发生突变，最大层间位移角所在位置基本不随转换层上、下刚度比的变化而移动。地震作用在转换层存在明显突变，随着底盘相对刚度越大地震作用越小，突变越少。本文认为，刚度比取1≤β≤2.3，结构受力合理。
　　 最后，本文对所做的工作做了总结，并指出了今后需进一步研究的问题。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

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致谢

第一章绪论

1.1引言

1.2大底盘双塔转换层结构的研究现状及应用

1.2.1多塔结构的研究现状

1.2.2大底盘多塔结构的研究现状及其应用

1.3本课题的研究目的和意义

1.4本文主要研究内容

第二章有限元法及软件应用

2.1有限元法

2.2地震作用下弹性分析方法——振型分解反应谱法

2.3结构弹塑性变形分析方法——静力非线性分析和动力非线性分析

2.3.1静力弹塑性分析方法(Push-over方法)

2.3.2动力非线性分析方法

2.4振型分解反应谱法、弹性动力时程分析法与动力时程分析法的区别

2.5 PKPM在双塔大底盘中的应用

2.5.1 SATWE多高层建筑结构空间有限元分析程序

2.5.2 SATWE墙元分析步骤

2.5.3多高层结构的弹塑性分析

2.5.4 EPSA弹塑性静力分析程序

第三章实例分析

3.1实例分析

3.1.1工程概况

3.1.2自然条件

3.1.3建筑物安全等级

3.1.4混凝土强度等级

3.2 SATWE弹性静力分析部分

3.2.1 SATWE分析与设计参数

3.2.2计算结果分析

3.3 SATWE弹性动力时程分析

3.3.1地震波参数选择

3.3.2计算结果分析

3.4 EPSA弹塑性静力分析

3.5小结

第四章转换层高度变化对结构受力性能影响

4.1选定模型

4.2 SATWE弹性部分

4.2.1弹性静力分析

4.2.2弹性动力时程分析部分

4.3 EPSA弹塑性静力部分

4.4小结

第五章底盘刚度变化对结构受力性能影响

5.1 SATWE弹性静力分析

5.2弹性动力时程分析部分

5.3 EPSA弹塑性静力分析

5.4小结

第六章结论和展望

6.1结论

6.2展望

参考文献