高层连体结构动力特性及地震响应分析.pdf

兰州理工大学
硕士学位论文
高层连体结构动力特性及地震响应分析
姓名:李春锋
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:杜永峰
20080428
摘要高层连体结构是指两个塔楼或多个塔楼由设置在一定高度处的连接体殖淳廓嗔佣纬傻囊恢指丛咏峁固濉8卟懔褰峁固逑档奶氐闶橇礁龌蚨喔塔楼间由于连体的存在而形成较强的空间耦联作用,其分析模型、动力特性、受力性能、破坏形式以及计算方法均较一般的单塔高层建筑复杂的多。按照现行《高层建筑混凝土结构技术规程》—的定义,连体结构属于“复杂高层建筑结构”,应采取更为严格的抗震措施来进行设计。本文以典型的高层双塔连体结构为对象,对其计算模型、动力特性、抗震设计方法与水平地震作用下结构地震响应,并采用串并联质点系层模型对连接体刚度变化时连接体的位移响应方差的影响、连体结构扫频振动试验分析等做了较为系统的研究。主要内容如下:卟懔褰峁固逑档姆掷嗉凹扑隳P偷难芯俊S捎诟卟懔褰峁剐问降多样性,其各自的动力特性及抗震性能也大相径庭,因此就必须首先进行分类,而不能直接进行笼统分析;在对连体结构分类的基础上,研究了各种计算模型卟懔褰峁垢斩染卣蟆⒍μ匦缘难芯俊Mü愿卟懔褰峁共捎谩按并联刚片系层模型”刚度矩阵的分析,揭示了这种结构体系存在严重平扭耦联的取原则;最后通过几个算例分别采用前述各种模型对结构在连体位置发生变化时卟懔褰峁箍拐鹕杓品椒ḿ暗卣鹣煊Ψ治觥6愿卟懔褰峁沟目拐鹕计方法做了简单论述,说明振型分解反应谱法仍然适用于这种复杂结构体系;通过几个算例仍采用前述不同的计算模型分别研究了在水平单向、双向地震作用下结构的地震响应分析,深入讨论了不同结构形式在水平地震作用下的动力响应及连接体设置位置对结构变形和内力影响。卟懔褰峁蛊轿人婊穸治觥6云轿人婊煊Φ某9嫠惴ㄓ敫咝У虚拟激励法进行了论述。以此为理论基础,运用我国学者林家浩提出的虚拟激励法,先求出单体在连体位置的自谱值,以单体的自谱响应作为连接体多点完全相干的平稳随机激励,得出了在平稳随机响应下连体位移响应方差的解析表达式,并对连接体在不同连接刚度、阻尼作用下的位移方差响应进行了详细讨论,得出了连体刚度、阻尼变化对连接体位移响应方差在一定范围内有较大的影响。褰峁股ㄆ嫡穸匝榉治觥<虻ソ樯芰耸匝槟P偷纳杓朴胫谱鳌⒓铀度传感器的布置以及连接体的布置与选型,并建立了邢拊DP汀4咏并联模型、三维有限元模型及连续模型等诓煌嘈土褰峁怪械氖视眯浴深层原因;通过对其自由振动特征方程的分析,推导了对称双塔连体结构的六种基本振型形态;通过对这种结构体系振型参与系数的分析探讨了其振型参与系数与一般单塔结构体系存在较大差别的物理本质,并给出了这种结构体系的振型选结构自振周期的变化做了分析。硕士学位论文
构的鬃哉衿德视攵ゲ慵铀俣燃岸ゲ阄灰频热龇矫妫匝榻峁陀邢拊7析结果进行了对比。虽然扫频振动台的试验数据与有限元分析的计算结果存在一定的差异,但两者随着连接体在结构间位置的变化,其顶层的位移、加速度响应的变化规律基本一致。关键词:高层连体结构;计算模型;刚度矩阵;动力特性;地震响应;随机振动;扫频振动试验局层迮体结构动力特性及地震响应分析Ⅱ
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作者签名:荡獭奔日期:加静耭/日日期:触占年石月户日兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明日期:缈晟耭/日原创性声明学位论文版权使用授权书本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段作者签名导师签名
论第绪本课题的研究背景和意义高层连体结构在国内外的应用现状杲ǔ傻姆ü屠栊驴乓坏路妓勾竺拧K胂汩坷高层建筑连体结构是近十几年来发展起来的一种新型结构形式。一方面通过设置连体将不同建筑之间连在一起,方便两者之间联系;另一方面由于连体结构独特的外形,带来强烈的视觉效果,可以使建筑更具特色【8卟憬ㄖ褰构体系是当前高层建筑结构设计所面临