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不对称双塔连体结构抗震性能研究

不对称双塔连体结构抗震性能研究

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作者：王欣媛哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

高层连体建筑在建筑上较好的满足使用功能要求,结构上有新颖独特的结构形式,一般采用刚性连接协调双塔体型差距较大的结构之间的受力。这种结构本身的受力十分复杂,存在结构的受力不均匀、应力集中、变形难以协调与结构振型平扭耦联等... 详细信息

高层连体建筑在建筑上较好的满足使用功能要求,结构上有新颖独特的结构形式,一般采用刚性连接协调双塔体型差距较大的结构之间的受力。这种结构本身的受力十分复杂,存在结构的受力不均匀、应力集中、变形难以协调与结构振型平扭耦联等问题。因此,应开展刚性连接体的连体结构研究,尤其是应着重分析这类结构的抗震能力。以上海市市北高新的一栋采用刚性连接的不对称双塔连体高层建筑结构为研究对象,对地震下结构的主要性能规律进行总结,为工程设计提供适当参考,研究内容如下:(1)对该结构使用有限元软件ETABS进行建模,并计算结构的动力特性,主要采用模态分析法,然后对多遇地震下的结构响应采用振型分解反应谱法进行计算,并用弹性时程分析法补充计算,讨论不对称连体结构的抗震性能,包括结构振型、层间位移角、底部剪力以及楼层位移比等。可以看出连接体的存在影响了结构的动力特性,使得结构扭转效应提前,结构平扭耦联现象十分明显,同时在受力方面增大结构在Y向的侧向刚度,对结构Y向整体指标有一定有利影响。(2)对连体结构进行变参数分析,探讨连接体的参数变化(变位置、变层数)对结构抗震性能的影响因素以及变化规律。分析表明,连接体位置的降低会增大结构的扭转效应,增大1#塔楼Y向的层间位移角,连接体越高对结构越有利;随着连接体层数的增加,整体结构周期的扭转成分会提前出现,结构连体层刚度变大,两塔楼联系更为紧密,需选择合理的连体层数。(3)在罕遇地震作用下,利用SAUSAGE软件探讨结构的弹塑性性能,包括结构的受力情况、层间位移角、能量响应以及构件损伤与发展情况。可以看出,结构耗能机制优越,大部分关键构件主要处于无损坏至轻度损坏之间,仅有少部分区域出现中度至重度损坏,需要采取加强措施。

关键词：不对称双塔连体高层结构刚性连接数值模拟抗震性能

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