本文關(guān)鍵詞：立面收進(jìn)框架—剪力墻高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能分析

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【摘要】：近年來(lái),為滿足生產(chǎn)和人民生活的需要,高層建筑飛速發(fā)展�；谥袊�(guó)的地震活動(dòng),所有的建筑,特別是有立面收進(jìn)高層建筑結(jié)構(gòu),都要考慮到地震作用以及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)還有立面收進(jìn)對(duì)高層建筑的抗震性能的影響。本文以蘭澳花苑高層建筑為研究對(duì)象,分別利用有限元分析軟件SAP2000 v16.1建立了立面收進(jìn)與非立面收進(jìn)兩種高層建筑結(jié)構(gòu)模型,并利用時(shí)程分析法研究了立面收進(jìn)高層建筑在El Centro、Altadena和ARRY06三種地震波作用下的抗震性能和非立面收進(jìn)高層建筑在El Centro地震波作用下的抗震性能。以下兩點(diǎn)是該研究的主要結(jié)論:首先,研究了立面收進(jìn)對(duì)總高度106.4米的34層的立面收進(jìn)框架剪力墻混凝土RC高層建筑的影響。結(jié)果表明,一、立面收進(jìn)高層建筑結(jié)構(gòu)周期比等于0.885,證明了立面收進(jìn)高層的扭轉(zhuǎn)為常規(guī)扭轉(zhuǎn)。二、所有模型結(jié)果分析(包括模型頂部位移分析,層間位移分析,層間位移角分析和層間位移比分析,地震作用水平力P,模型中X和Y方向地震作用下正負(fù)樓層剪力及彎矩曲線,X和Y方向的扭轉(zhuǎn)和模型X和Y方向的剛度比2?)在ARRY06地震波作用下是最為大的,而在El Centro地震波作用下是最小的。三、在三種地震波(El Centro、Altadena和ARRY06)作用下立面收進(jìn)高層建筑模型的抗震側(cè)剛度和內(nèi)力在收進(jìn)層有突變,證實(shí)了第七層為結(jié)構(gòu)的薄弱層。在地震的作用下,高層建筑的破壞是從結(jié)構(gòu)的薄弱層開始的,而第七層的薄弱特征直接影響著高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力,會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的變形。其次,運(yùn)用SAP2000 V16.1來(lái)分析總高度106.4米的34層兩棟混凝土RC高層建筑塔樓模型(第一個(gè)模型有收進(jìn),第二個(gè)模型無(wú)收進(jìn))在同一場(chǎng)地條件、地震波(El Centro)以及規(guī)范下的地震作用,并且對(duì)比了這兩棟高層建筑抗震性能分析的結(jié)果,從而分析了立面收進(jìn)對(duì)高層建筑抗震性能的影響。本文研究證實(shí)立面收進(jìn)直接影響高層建筑。設(shè)置立面收進(jìn)的高層建筑模型具有扭轉(zhuǎn)應(yīng)變,而不設(shè)計(jì)立面收進(jìn)高層建筑模型不具有扭轉(zhuǎn)應(yīng)變。有立面收進(jìn)高層建筑模型的位移比無(wú)立面收進(jìn)高層建筑模型的位移要小,但是有立面收進(jìn)高層建筑模型的內(nèi)力有突變。我們?cè)谠O(shè)計(jì)高層建筑時(shí),若利用立面收進(jìn),則可以使高層建筑的位移減小,但同時(shí)高層建筑的內(nèi)力會(huì)突變。
【關(guān)鍵詞】：立面收進(jìn) 高層建筑 框架-剪力墻 抗震性能 動(dòng)力時(shí)程分析法
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU973.16;TU973.31
【目錄】：

• ABSTRACT4-6
• 摘要6-11
• 1 INTRODUCTION11-20
• 1.1 USING SETBACK PURPOSE12-13
• 1.2 BACKGROUND RESEARCH OF TALL BUILDING STRUCTURAL SYSTEMS13-17
• 1.2.1 Case Study 113
• 1.2.2 Case Study 213-14
• 1.2.3 Case Study 314
• 1.2.4 Case Study 414-15
• 1.2.5 Case Study 515
• 1.2.6 Case Study 615-16
• 1.2.7 Case Study 716
• 1.2.8 Case Study 816-17
• 1.3 RESEARCH PURPOSES17-18
• 1.4 THESIS STRUCTURE18-19
• 1.5 SUMMARY19-20
• 2 FRAME-SHEAR WALL STRUCTURE SYSTEMS20-33
• 2.1 FRAME-SHEAR WALL STRUCTURE SYSTEM’S DEFORMATION CHARACTERISTICS20-21
• 2.2 FRAME-SHEAR WALL STRUCTURE SYSTEM GENERAL FORCES CHARACTERISTICS21-22
• 2.2.1 Relationship between Frame-Shear Wall’s Shear Forces Distributions and λ Factor22
• 2.2.2 Shear Forces of Frame-Shear Wall Structure System Distributions Characteristic22
• 2.3 FRAME-SHEAR WALL STRUCTURE SYSTEM INTERNAL FORCES’ CALCULATIONS22-32
• 2.3.1 The basic assumptions22-23
• 2.3.2 The Calculations Diagrams23
• 2.3.3 Hinge System Calculations23-26
• 2.3.4 Rigid System Calculations26-28
• 2.3.5 Frame-Shear Wall System Resisting Seismic Calculation Steps28-29
• 2.3.6 Frame-Shear Wall System Torsion Calculation Steps29-30
• 2.3.7 Mass, Stiffness and Torsion Calculations30-32
• 2.4 SUMMERY32-33
• 3 RESISTING SEISMIC ANALYSIS33-52
• 3.1 TALL BUILDING RESISTING SEISMIC ANALYSIS33-36
• 3.1.1 Seismic Actions Characteristics33
• 3.1.2 Three Seismic Design Levels33-34
• 3.1.3 Structure Function Importance34
• 3.1.4 Resisting Seismic Objectives34-35
• 3.1.5 I and 2) Relationship35
• 3.1.6 Resisting Seismic Design’s Stages35-36
• 3.2 STRUCTURE SEISMIC RESPONSE ANALYSIS METHODS36-38
• 3.2.1 Response Spectrum Method36-38
• 3.2.2 Disadvantage of Response Spectrum Method38
• 3.3 ELASTIC ANALYSIS METHOD38-40
• 3.3.1 Pushover Analysis Method38-39
• 3.3.2 Advantage and Disadvantage of Pushover Analysis Method39
• 3.3.3 Time History Analysis Method39-40
• 3.4 DYNAMIC ELASTIC ANALYSIS METHOD PRINCIPLES40-42
• 3.5 BASIC STEP OF DYNAMIC ELASTIC ANALYSIS METHOD42
• 3.6 STRUCTURE VIBRATION CALCULATION MODELS42-44
• 3.6.1 Slab (Layer) Model42-43
• 3.6.2 Bar System Model43-44
• 3.6.3 Finite Element Model44
• 3.7 STRUCTURE ELASTIC-PLASTIC CONSTITUTIVE MODELS44-45
• 3.8 SOLUTION METHOD FOR STRUCTURAL DYNAMIC EQUILIBRIUM45-49
• 3.8.1 Linear Acceleration Method45-47
• 3.8.2 Wilson-θ Method47
• 3.8.3 Newmark Method47-48
• 3.8.4 Dynamic analysis Method Advantages and Disadvantages Points48-49
• 3.9 THE REQUIREMENTS TO SELECTING SEISMIC ACCELERATION49-51
• 3.9.1 International Acceleration Records49-50
• 3.9.2 Local Acceleration Records50
• 3.9.3 This Study Using Acceleration Records50-51
• 3.9.4 Ground Motion Parameters51
• 3.10 SUMMARY51-52
• 4 FINITE ELEMENT SOFTWARE SAP200052-55
• 4.1 TALL BUILDING STRUCTURE SPACING ANALYSIS METHOD52-53
• 4.2 FINITE ELEMENT V16.1 SAP200053-54
• 4.3 SUMMARY54-55
• 5 LANAO HUAYUAN TALL BUILDING RESISTING SEISMIC RESPONSE ANALYSES55-78
• 5.1 TALL BUILDING IRREGULAR CHARACTERISTICS55-56
• 5.1.1 Irregularity Standards of the Tall Building55-56
• 5.2 CONTROL PARAMETERS OF IRREGULAR TALL BUILDING SEISMIC ANALYSIS56-57
• 5.3 EXISTING LANAO HUAYUAN TALL BUILDING STRUCTURE CONCEPT57-61
• 5.3.1 Horizontal Plan Setbacks Design58
• 5.3.2 Elevations’ Setbacks Design58-59
• 5.3.3 Lanao Huayuan Tall Building storeys’ Functions and Heights59-61
• 5.4 EXISTING LANAO HUAYUAN MODEL VIBRATION RATIO ANALYSIS61-63
• 5.5 MODEL MASS AND STIFFNESS CALCULATIONS63-64
• 5.6 MODEL DISPLACEMENT ANALYSES64-68
• 5.6.1 Model Roof Displacement Analyses64-65
• 5.6.2 Model Storey Drift and Drift Angle Analyses65-67
• 5.6.3 The Displacement Ratio67-68
• 5.7 MODEL INTERNAL FORCES ANALYSIS68-76
• 5.7.2 X and Y Directions Model’s Shear Forces69-72
• 5.7.3 Model X and Y Directions Bending Moment Forces72-74
• 5.7.4 Model X and Y Directions Torsion Forces74-75
• 5.7.5 Model Storey shear bearing capacity ratio's γ_2 Analysis75-76
• 5.8 結(jié)果分析76-77
• 5.9 SUMMERY77-78
• 6 LANAO HUAYUAN TALL BUILDING WITH AND WITHOUT SETBACKRESISTING SEISMIC ANALYSES78-91
• 6.1 LANAO HUAYUAN TALL BUILDING MODIFICATIONS CONCEPT78-79
• 6.2 MODELS'RESISTING SEISMIC PERFORMANCE ANALYSES79-90
• 6.2.1 Models’ Displacements Analyses79-83
• 6.2.2 Model Frame Columns Internal Forces Analyses83-85
• 6.2.3 Model Frame Special Beams Internal Forces Analyses85-88
• 6.2.4 The Model Base Foundations’ Reactions88-90
• 6.3 結(jié)果分析90
• 6.4 SUMMERY90-91
• 7 CONCLUSIONS AND PERSPECTIVES91-95
• 7.1 CONCLUSIONS91-93
• 7.1 結(jié)論93-94
• 7.2 PERSPECTIVES:94
• 7.2 展望94-95
• ACKNOWLEDGEMENT95-96
• REFERENCES96-99
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果99

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