连体位置及其与塔楼的连接方式对高层连体结构性能的影响

论文摘要

双塔连体结构是由设置在一定高度处的连接体将相对独立的塔楼连在一起而形成的一种高层建筑结构型式。在地震作用下,由于连接体的存在使得原来独立发生振动的两塔楼会相互作用、相互影响,反应可能远比单塔结构或无连接体的多塔结构受力复杂,会出现较强的耦联振动、扭转加大等现象,从而影响原塔楼的结构性能。本文以框-剪结构为背景,利用PKPM的SATWE模块对结构对称和非对称双塔连体结构进行了系统的分析。主要如下内容：（一）研究了连接体对连体结构受力性能的影响。连接体对结构受力性能的影响主要表现在高阶振型,同时连接体的存在可能加大了结构的扭转。因此在地震作用计算时,连体结构必须考虑高阶振型和耦联扭转的影响。（二）研究了连接体与塔楼的连接方式对结构受力性能的影响。对于对称连体结构,不同连接方式对结构的结构性能影响不大。同时由于连接体协调两塔的变形和受力,各塔吸收的地震作用可能相互抵消,整体结构偏于安全。对于非对称连体结构不仅发生了整体振动,两塔楼还分别发生了绕自身刚心的振动,对结构相当不利。（三）研究了连接体的位置对连体结构受力性能的影响。在x向水平地震作用下连接体的存在减小了结构的层间位移。随着连接体位置的下移,结构振型逐步不规则,扭转成分逐步加大,因此连接体位于顶部,对结构抗扭更为有利。文章最后对上述研究成果作了简单的总结,指出连体结构宜选用对称结构,连接体位于顶部时对结构的抗震最有利。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 连体结构的组成及分类
• 1.1.1 多塔连体结构的组成
• 1.1.2 多塔连体结构的分类
• 1.2 连体结构应用现状及震害情况
• 1.2.1 多塔连体结构的应用现状
• 1.2.2 多塔连体结构的震害情况
• 1.3 双塔连体结构的特点
• 1.4 双塔连体结构的研究现状
• 1.5 本文研究内容
• 第二章 连体结构的分析方法
• 2.1 连体结构的计算模型
• 2.1.1 串并联刚片系模型
• 2.1.2 分段连续化模型
• 2.1.3 串并联质点系模型
• 2.1.4 三维有限元分析法
• 2.2 常用的有限元分析程序
• 2.3 SATWE的静力分析模型
• 2.3.1 柱、梁及支撑
• 2.3.2 剪力墙的模拟
• 2.3.3 楼板的模拟
• 2.4 地震作用计算方法
• 2.4.1 底部剪力法
• 2.4.2 反应谱分析方法
• 2.4.3 弹性和塑性动力时程分析方法
• 2.4.4 静力弹塑性反应分析方法
• 第三章 连接方式对结构性能的影响
• 3.1 连接结构中连接方式分类
• 3.2 双塔连体结构的计算模型
• 3.3 连接方式对双塔结构周期的影响
• 3.3.1 连接方式对对称双塔结构周期的影响
• 3.3.2 连接方式对非对称双塔结构周期的影响
• 3.4 连接方式对双塔结构振型的影响
• 3.4.1 连体结构中模态的选取方法
• 3.4.2 连接方式对对称双塔结构振型的影响
• 3.4.3 连接方式对非对称双塔结构振型的影响
• 3.5 连接方式对双塔结构楼层剪力的影响
• 3.5.1 连接方式对对称双塔结构楼层剪力的影响
• 3.5.2 连接方式对非对称双塔结构楼层剪力的影响
• 3.6 连接方式对双塔结构位移的影响
• 3.6.1 连接方式对对称双塔结构位移的影响
• 3.6.2 连接方式对非对称双塔结构位移的影响
• 3.7 小结
• 第四章 连接体位置对结构性能的影响
• 4.1 连接体位置对双塔结构周期的影响
• 4.1.1 连接体位置对对称双塔结构周期的影响
• 4.1.2 连接体位置对非对称双塔结构周期的影响
• 4.2 连接体位置对双塔结构振型的影响
• 4.2.1 连接体位置对对称双塔结构振型的影响
• 4.2.2 连接体位置对非对称双塔结构振型的影响
• 4.3 连接体位置对双塔结构楼层剪力的影响
• 4.3.1 连接体位置对对称双塔结构楼层剪力的影响
• 4.3.2 连接体位置对非对称双塔结构楼层剪力的影响
• 4.4 连接体位置对双塔结构位移的影响
• 4.4.1 连接体位置对对称双塔结构位移的影响
• 4.4.2 连接体位置对非对称双塔结构位移的影响
• 4.5 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文