双塔结构的振动及抗风分析.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要双塔结构是~种新型的超高层建筑结构体系,是通过底部结构将现有的结构形式经过组合而形成的一种复杂的新型高层建筑结构形式,由于它在结构与空间布置上的灵活性在实际工程中有越来越多的应用,虽然对这类结构的研究已经进行了一些,但对它的受力性能的研究特别是它的动力性能的研究还不够深入。本文对其静力性能、动力性能和抗风性能等进行了较为系统、深入、全面的研究。在探讨了作用于结构上的风的产生机理和抗风设计中考虑的一些参数后, 分析了双塔结构的静力性能,特别深入研究了结构在永平风荷载作用下传力机理、力学特性和变形特点。尤其针对侧向力作用,探讨了主、次框架间不同连接形式对抗侧性能的影响,并对主要构件截面设计参数发生改变后,结构整体和局部受力性态的变化趋势做了深入研究。本文通过多种计算模式对双塔结构的自振特性做了研究,分析了主、次框架截面、楼板截面和剪力墙截面变化后对结构整体刚度的影响,同时说明了予结构(即超单元)方法对求解此类结构的有效性。从结构风振的基本理论出发,通过对脉动风功率谱的分析,推导了结构风振响应(顺、横风向)的计算公式,同时提出了双塔结构的扭转振动和动力风荷载计算的思想。在结合通用有限元程序的随机振动模块的情况下,对双塔结构的抗风性能作了深入、全面研究,探讨了双塔结构构件截面的变化对其抗风性能的影响,同时探讨了顺风向风速谱的选取、风速、参与计算的振型数、风与结构耦合作用是否考虑等因素对分析结果的影响,比较了规范风振系数的计算与随机算法结构的异周,并讨论了原因,得出一些有意义的结论。最后,对本文的研究工作进行了总结,给出研究中的一些结论,并指出进一步的研究中需要解决的问题。关键词:超高层建筑:双塔结构:模态分析:子结构:超单元法;非线性;自振特性;随机振动;气动阻尼;风振响应:风振系数: 西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页 Abstract Double--tower structure(DTS)is anew typesuper high·risebuilding structure system,which is acomplicated new typehigh building bined by the basestructure,it ismore widely used inthepractical engineering,owing tothe 。diversifieation inthe structure and space doing some research Onthestructure,the research on theperformance under the staticloads is notdeep, specially theresearch on thedynamical paper makes amore systemic deep and fullresearch on theperformance ofthe staticload,the performanceofthedynamielo砸andthewindinducedvibration. After discussing themechanism ofthe wind acting on the structure and the parameter considered inthe wind resistance paper analyses the performance ofthe characteristicofstructure deformation and the mechanic,the force direction inthe structure arealsospecially analysed deeply. Especiallyfocusing on theactionfrom thelateralforce,it discusses theinfluence from thedifferentconnection between themain structureand , discussing thevariation trendbetween thewhole partand thelocalpart atthe sanle time,which iscaused by thedifferentsectiondesignparameters. The paper analyses thechara