【硕士】复杂高层建筑结构的若干关键设计技术研究

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内容简介

　　【学位年度】 2007 　　【摘要】　　 针对我国《高层建筑混凝土结构技术规程》中的“带转换层高层建筑结构”、“多塔楼结构”和“错层结构”等三种复杂高层建筑结构，本文通过工程实例分析，对上述三种复杂高层建筑结构中的若干关键设计技术问题进行了较系统的研究。本文的主要研究工作及成果有： 1．利用一工程实例，对带桁架转换层高层结构进行了较系统的设计分析。分析结果表明：(1)带竖杆的斜杆桁架中各构件的内力较为接近，可以取得较为一致美观而又经济的截面；而不带竖杆的斜杆桁架中各构件的内力差别较大，最大达40％左右；(2)在单独对转换桁架的内力分析中，转换桁架上部仅取一层框架时其计算结果比取三层框架以上时误差将达到10％左右；而在转换桁架上部取三层框架以上时，其计算结果的误差值将控制在2％左右，可以满足工程精度的要求；(3)转换桁架两侧支承柱刚度的变化对桁架的内力有较大的影响，柱刚度增大时，柱内的内力增幅较大，弯矩最大增幅达86％；而弦杆及斜杆内力则有所减小，减小幅度最大的是下弦杆，达到22％；(4)处于外立面上的转换桁架在考虑昼夜温差25℃时，主要竖向构件中温度应力与恒载引起的应力的最大比例达8.3％，对于一些水平构件，最大比例达18.9％。 2．对一大底盘多塔楼高层建筑结构的进行了实例分析，结果表明：(1)大底盘顶层楼板可作为上部多塔楼的嵌固层时，属一般的高层建筑结构，塔楼对大底盘层远离塔楼处的影响很小；大底盘顶层楼板不可作为上部多塔楼的嵌固层时，必须用两个不同力学模型的三维空间分析软件对大底盘多塔楼结构作整体分析，并按复杂高层建筑结构的设计控制指标来调整结构体系方案，对于结构的关键部位还必须进行单独的有限元应力分析；(2)振型分解反应谱法(CQC)计算结果为多条时程曲线计算结果平均值的2.0-3.07倍，计算结果偏于安全。 3．对一错层住宅结构，分别使用ETABS和SATWE两种有限元程序进行了实例整体建模和计算比较，分析了力学模型和结构动力特性间的差异。结果表明，采用ETABS程序建模的结构刚度明显大于SATWE程序建模的结构刚度。 4．对错层框架结构和普通框架结构分别进行了Pushover分析，对比了两者分别在7度、8度、9度多遇和罕遇地震下的反应结果。比较两者的基底剪力一顶点位移曲线图可以看出，无论是弹性阶段还是塑性阶段，错层框架结构的力一位移曲线的斜率均略大于普通规则框架结构的力一位移曲线的斜率；在两条曲线的下降阶段，错层框架结构的曲线下降更早，表明错层框架结构较普通框架结构更早进入破坏阶段。　　共91页

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