论文摘要
本文所研究的分散筒结构体系,是一种符合高层建筑发展趋势的新型高层建筑结构体系。分散筒结构体系的承力结构简单明确,布置灵活,抗侧刚度竖向分布均匀,建筑面积利用率高。分散筒结构体系是由筒体组成的简单竖向承重构件和抗侧力构件,由梁板体系将分散在整个结构中的小尺寸筒联系成为整体。本文针对分散筒结构体系,应用有限元程序ETABS对其静力性能、动力特性、抗震性能进行了较为系统、深入、全面的研究:1.在竖向荷载、风荷载作用下,对分散筒的静力性能做了比较完善的研究。并与框架——核心筒结构算例的计算结果进行对比,指出分散筒结构性能的优势所在;2.对分散筒算例采用两种程序进行了模态分析,对两种程序(SATWE和ETABS)的计算结果的差异进行了对比分析,并通过对程序计算原理的研究,初步分析了计算结果差异的形成原因;3.在地震荷载作用下的,采用振型分解反应谱法和弹性时程法对分散筒结构算例进行了抗震性能研究,同时根据采用振型分解反应谱法对框架——核心筒结构的分析结果,比较了两种结构形式的抗震性能。4.本文还针对分散筒结构设计了一个超限结构算例进行了试算,初步研究了将分散筒结构形式应用到超限结构中的可行性。本文得出以下结论:1.分散筒结构体系在竖向荷载和风荷载作用下,结构静力性能良好。在承载能力极限状态下,分散筒结构的最大主应力发生在结构底层背风面墙肢,满足《混凝土结构设计规范》要求。在正常使用极限状态中含风荷载的工况组合下,结构的顶点侧移和层间满足相应规范的要求。2.在多遇地震荷载作用下,结构的扭转效应不明显,结构的弹性变形、稳定性及剪重比等均满足规范要求。楼层位移分布均匀连续,层间位移以结构中部最大。3.在具有大致相同混凝土用量和使用面积的情况下,分散筒结构的周期短于框架——核心筒结构,进而可得出分散筒结构刚度大于框架——核心筒结构的结论。在地震荷载作用下,分散筒结构的侧移小于框架——核心筒结构,虽然都能满足相应规范要求,但是显然分散筒结构的高度可以比框架——核心筒结构的高度做得更高。4.在与框架——核心筒结构模型的对比分析中得出,相同混凝土用量和相同使用面积的情况下,分散筒结构体系的抗侧移能力优于框架——核心筒结构体系。5.SATWE程序计算的结构质量偏大,因此模态分析计算的周期较ETABS计算的结果偏大。ETABS计算的结构质量更接近于实际情况,对于分散筒结构体系,推荐采用ETABS程序进行计算。6.振型分解反应谱法计算结果表明,采用分散筒结构体系的超限高层建筑在7度抗震设防烈度标准下的地震荷载作用下,承载能力极限状态和正常使用极限状态均能满足相关规范的要求。