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设置钢桁架转换层的框架--核心简结构的弹性抗震性能分析

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目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 转换层结构的研究现状

1.3 转换层的主要类型

1.4 转换层结构的发展趋势及研究中存在的问题

1.4.1 发展趋势

1.4.2 目前对桁架转化层结构研究存在的问题

1.5 本文的研究目的及主要内容

第二章 钢桁架转换层在竖向荷载作用下的静力性能分析

2.1 桁架转换层的设计原则

2.1.1 桁架转换层的主要类型

2.1.2 桁架转换层的结构布置

2.2 设置转换层的框筒结构

2.3 转换层结构的上部、下部的等效侧向刚度

2.4 桁架转换层结构的受力性能分析

2.4.1 单层与叠层钢桁架转换层受力性能比较

2.4.2 上部框架结构对桁架转换层的影响

2.4.3 下部框架结构对桁架转换层的影响

2.5 本章小结

第三章 设置钢桁架转换层的框架-核心筒结构的弹性抗震性能分析

3.1 计算模型的建立

3.1.1 工程概况

3.1.2 结构的有限元建模

3.2 结构基本动力特性分析

3.2.1 模态分析理论

3.2.2 结构自振周期及振型

3.2.3 振型参与系数

3.2.4 等效侧向刚度

3.3 反应谱法分析

3.3.1 底部剪力法

3.3.2 反应谱法

3.3.3 反应谱分析特征

3.4 弹性时程分析

3.4.1 时程波的选取

3.4.2 弹性时程分析位移、位移角对比

3.4.3 反应谱分析与弹性时程分析对比

3.5 地震波作用对桁架转换层杆件的轴力的影响

3.6 本章小结

第四章 钢桁架转换层设置位置的变化对框架-核心筒结构的抗震性能的影响

4.1 引言

4.2 建立模型

4.3 钢桁架转换层设置高度的不同对结构动力特性的影响

4.3.1 对自振周期的影响

4.3.2 对振型的影响

4.3.3 对振型参与系数的影响

4.3.4 等效侧向刚度

4.4 钢桁架转换层设置高度的不同对结构位移的影响

4.5 钢桁架转换层设置高度的不同对结构层剪力的影响

4.6 本章小结

第五章 结论及展望

5.1 主要结论

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位时期参与科研项目

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摘要

为了争取建筑物有较大空间、满足建筑体型多变性等功能要求,带转换层结构或设置转换构件越来越多地应用在结构设计中。设置钢桁架转换层的结构是一种竖向不规则的复杂高层建筑结构,它具有传力明确、传力途径清晰等优点,但构造和施工复杂,地震作用下可能会造成结构的软弱层和薄弱层,对抗震不利。本文的主要内容是研究钢桁架转换结构形式,文章安排如下:
   (1).建立二维的钢桁架转换层模型,并用有限元软件SAP2000进行分析,比较单层和叠层钢桁架转换层在竖向荷载作用下的静力性能,得出单层和叠层钢桁架的最优形式;通过改变钢桁架转换层上部结构的刚度和下部结构的刚度,分析了钢桁架在这两类刚度改变的情况下,对钢桁架转换层受力的影响;
   (2).为保证带转换层的高层建筑结构有合适的等效侧向刚度比,应使转换层上、下部主体结构刚度及变形特征尽量接近,尽量强化下部结构刚度、弱化上部结构刚度;
   (3).建立一栋带钢桁架的外钢框架-内混凝土核心筒的16层高的模型,采用SAP2000有限元软件,分析了其基本动力特性,包括自振周期、振型、振型参与系数、振型质量参与系数等;通过反应谱和时程分析,分析其在多遇地震作用下的地震反应,比较了其层位移、层间位移、层间位移角以及层剪力、层间剪力等方面的性能差异;最后研究了钢桁架转换层的杆件在时程波作用下的轴力;
   (4).建立三个模型,分别将钢桁架转换层设置在第三层、第六层、第九层,分析这三个模型的基本动力特性和抗震性能,对比这三个模型的周期、振型、层位移、层间位移和层间位移角以及剪力等方面的性能差异。

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