發(fā)布時間：2020-10-15 04:49

　　 眾所周知,建筑成本較高的高層與超高層建筑,其建筑功能多樣,同時人員與財產高度密集;故災害發(fā)生之時較于普通建筑物來講,其存在的風險較大。毫無疑問,在高層和超高層建筑結構的發(fā)展中,開發(fā)出安全系數(shù)更高、經濟適用并能夠符合建筑功能要求的新體系迫在眉睫。至今,計算機軟件結構分析技術的空前發(fā)展和通用有限元軟件的日趨成熟不僅為眾多大型復雜結構工程的抗震有限元分析提供了更有效的條件,而且加速了大型高層建筑結構分析與設計的發(fā)展。巨子結構是一種新型的減震結構體系,為了充分發(fā)揮其減震隔震性能,本文應用大型通用有限元軟件ANSYS建立隔震支座單元,均勻布置于子結構柱柱底,形成了新型巨子減震結構體系-附加隔震支座的巨子結構。為了分析巨子結構的隔震效果,本文建立了巨子結構三維空間有限元簡化模型,并對比分析了巨子結構與傳統(tǒng)巨型框架結構的抗震性能。首先,通過模態(tài)分析,討論了兩種結構的自振頻率和周期;其次,對兩種結構體系進行多遇地震響應條件下的彈性時程分析以及罕遇地震響應作用下的彈塑性時程分析,探討了兩種結構的位移、加速度等響應值。結果顯示,較之于傳統(tǒng)巨型框架結構,巨子結構周期延長,頻率減小;主結構和子結構頂層的位移、加速度等響應值均有所減小。因此,采用隔震支座的巨子結構具備良好的減震隔震效果。與此同時,巨子結構上部地震作用的減小,致使結構自身的抗震措施也相應減少,從而獲得結構造價降低與房屋使用功能改善的效果。最后,論文對巨子結構的隔震支座參數(shù)影響進行分析,通過其在EL-CENTRO地震波激勵作用下的動力響應分析,得出巨子結構采用隔震支座的最優(yōu)參數(shù)。研究發(fā)現(xiàn),采用隔震支座的巨子結構能夠大幅度削弱結構體系的水平地震作用,隔震支座參數(shù)變化對巨子結構抗震性能有重要影響,但隨著隔震支座的阻尼系數(shù)和水平剛度的增加,巨子結構的隔震效果并非越來越好,而是存在一個優(yōu)化值。因此,僅通過增大隔震支座水平剛度和阻尼系數(shù)并非能改善巨子結構的隔震效果,其隔震影響效果仍需進一步研究。本文通過探究巨子結構的隔震效果及減震隔震性能特點,希望為此后超高層建筑工程的結構設計提供全面可靠的理論數(shù)據(jù)支撐。
【學位單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TU352.11
【部分圖文】：

化的建筑風格，與傳統(tǒng)建筑結構相比，在災害的來襲之際高層和超高層建筑將會承擔更嚴峻的風險。因此，在高層與超高層建筑體系的發(fā)展進程中，探究出安全性能更高、既經濟又可靠、且符合建筑功能要求的新型結構成為亟待解決的關鍵問題之一。越發(fā)繁榮的世界各國經濟與突飛猛進的科技水平成就了大批高層和超高層建筑結構[1]-[5]。早期于 19 世紀末，較為發(fā)達的歐美國家就已經出現(xiàn)了高層建筑結構。1885 年，美國芝加哥國內保險公司大樓(共 10 層，高 42m，如圖 1-1)—世界第一幢利用現(xiàn)代鋼框架結構原理建造的近代高層建筑的完工，標志著一種具有新形式的結構體系的誕生。20世紀初，正是由于鋼結構技術的改進和電梯的出現(xiàn)，高層建筑結構開始走進大眾的視野中，且其層數(shù)不斷增加，如：同時期建造的帝國大廈（共 103 層，高 381m，如圖 1-2），就是保持世界最高建筑地位最久的摩天大樓。緊接著二戰(zhàn)后，世界各國經濟逐漸復蘇，使得建筑行業(yè)得以恢復并取得空前發(fā)展。起初是在美國，高層建筑結構的數(shù)量與日俱增，并沿超高層建筑結構方向發(fā)展，例如完工于 1974 年的西爾斯大廈（共 110 層，高 442m，如圖 1-3）。后來，亞洲、澳洲、歐美等洲也陸陸續(xù)續(xù)地開始建造各種高層和超高層，如位于馬來西亞的吉隆坡石油雙塔（共 88 層，高達 452m），我國現(xiàn)今最高、排名世界第二的上海中心大廈（共 118 層，總高達 632m，如圖 1-4 所示）。

化的建筑風格，與傳統(tǒng)建筑結構相比，在災害的來襲之際高層和超高層建筑將會承擔更嚴峻的風險。因此，在高層與超高層建筑體系的發(fā)展進程中，探究出安全性能更高、既經濟又可靠、且符合建筑功能要求的新型結構成為亟待解決的關鍵問題之一。越發(fā)繁榮的世界各國經濟與突飛猛進的科技水平成就了大批高層和超高層建筑結構[1]-[5]。早期于 19 世紀末，較為發(fā)達的歐美國家就已經出現(xiàn)了高層建筑結構。1885 年，美國芝加哥國內保險公司大樓(共 10 層，高 42m，如圖 1-1)—世界第一幢利用現(xiàn)代鋼框架結構原理建造的近代高層建筑的完工，標志著一種具有新形式的結構體系的誕生。20世紀初，正是由于鋼結構技術的改進和電梯的出現(xiàn)，高層建筑結構開始走進大眾的視野中，且其層數(shù)不斷增加，如：同時期建造的帝國大廈（共 103 層，高 381m，如圖 1-2），就是保持世界最高建筑地位最久的摩天大樓。緊接著二戰(zhàn)后，世界各國經濟逐漸復蘇，使得建筑行業(yè)得以恢復并取得空前發(fā)展。起初是在美國，高層建筑結構的數(shù)量與日俱增，并沿超高層建筑結構方向發(fā)展，例如完工于 1974 年的西爾斯大廈（共 110 層，高 442m，如圖 1-3）。后來，亞洲、澳洲、歐美等洲也陸陸續(xù)續(xù)地開始建造各種高層和超高層，如位于馬來西亞的吉隆坡石油雙塔（共 88 層，高達 452m），我國現(xiàn)今最高、排名世界第二的上海中心大廈（共 118 層，總高達 632m，如圖 1-4 所示）。

圖 1-3 西爾斯大廈Fig. 1-3 Sears Tower圖 1-4 上海中心大廈Fig. 1-4 Shanghai Tower伴隨著建筑結構的高度與規(guī)模日益更新，越來越多在建筑結構形式方面的設計思路與理念得以產出并被大量采用，達到了安全系數(shù)更高、更加經濟美觀的效果。近二十年以來，新型超高層建筑結構體系出現(xiàn)了巨型結構組合體系、懸掛結構體系、剛臂支撐體系、筒體結構體系等結構形式。同時科學技術的飛速發(fā)展也使得高層建筑結構更多地采用各種新型材料、新型結構體系和減震隔震控制技術；當然高層建筑結構高度也不斷突破創(chuàng)新。現(xiàn)如今高度大于 500 米、層數(shù)超過 100 層的超高層建筑結構預案已成為發(fā)展趨勢，甚至有的已超過 1000 米。無疑，巨型結構混合體系是一種超高層建筑結構體系中技術效益最佳的結構混合體系；在一個建筑結構中巨型結構混合體系由若干大型結構構件組成的主結構與其它結構構件組成的子結構共同組成，這種組合形式可顯著增強并提高其穩(wěn)定性，如位于香港的中銀大廈高 367 米共 70 層。1.1.2 巨子結構的簡介
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本文編號：2841717