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(shí)人員與財(cái)產(chǎn)高度密集;故災(zāi)害發(fā)生之時(shí)較于普通建筑物來講,其存在的風(fēng)險(xiǎn)較大。毫無疑問,在高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展中,開發(fā)出安全系數(shù)更高、經(jīng)濟(jì)適用并能夠符合建筑功能要求的新體系迫在眉睫。至今,計(jì)算機(jī)軟件結(jié)構(gòu)分析技術(shù)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(fù)雜結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)的發(fā)展。巨子結(jié)構(gòu)是一種新型的減震結(jié)構(gòu)體系,為了充分發(fā)揮其減震隔震性能,本文應(yīng)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(jié)構(gòu)柱柱底,形成了新型巨子減震結(jié)構(gòu)體系-附加隔震支座的巨子結(jié)構(gòu)。為了分析巨子結(jié)構(gòu)的隔震效果,本文建立了巨子結(jié)構(gòu)三維空間有限元簡(jiǎn)化模型,并對(duì)比分析了巨子結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)巨型框架結(jié)構(gòu)的抗震性能。首先,通過模態(tài)分析,討論了兩種結(jié)構(gòu)的自振頻率和周期;其次,對(duì)兩種結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行多遇地震響應(yīng)條件下的彈性時(shí)程分析以及罕遇地震響應(yīng)作用下的彈塑性時(shí)程分析,探討了兩種結(jié)構(gòu)的位移、加速度等響應(yīng)值。結(jié)果顯示,較之于傳統(tǒng)巨型框架結(jié)構(gòu),巨子結(jié)構(gòu)周期延長(zhǎng),頻率減小;主結(jié)構(gòu)和子結(jié)構(gòu)頂層的位移、加速度等響應(yīng)值均有所減小。因此,采用隔震支座的巨子結(jié)構(gòu)具備良好的減震隔震效果。與此同時(shí),巨子結(jié)構(gòu)上部地震作用的減小,致使結(jié)構(gòu)自身的抗震措施也相應(yīng)減少,從而獲得結(jié)構(gòu)造價(jià)降低與房屋使用功能改善的效果。最后,論文對(duì)巨子結(jié)構(gòu)的隔震支座參數(shù)影響進(jìn)行分析,通過其在EL-CENTRO地震波激勵(lì)作用下的動(dòng)力響應(yīng)分析,得出巨子結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)能夠大幅度削弱結(jié)構(gòu)體系的水平地震作用,隔震支座參數(shù)變化對(duì)巨子結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的隔震效果并非越來越好,而是存在一個(gè)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(jié)構(gòu)的隔震效果,其隔震影響效果仍需進(jìn)一步研究。本文通過探究巨子結(jié)構(gòu)的隔震效果及減震隔震性能特點(diǎn),希望為此后超高層建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供全面可靠的理論數(shù)據(jù)支撐。
【學(xué)位單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU352.11
【部分圖文】：

化的建筑風(fēng)格，與傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)相比，在災(zāi)害的來襲之際高層和超高層建筑將會(huì)承擔(dān)更嚴(yán)峻的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在高層與超高層建筑體系的發(fā)展進(jìn)程中，探究出安全性能更高、既經(jīng)濟(jì)又可靠、且符合建筑功能要求的新型結(jié)構(gòu)成為亟待解決的關(guān)鍵問題之一。越發(fā)繁榮的世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)與突飛猛進(jìn)的科技水平成就了大批高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)[1]-[5]。早期于 19 世紀(jì)末，較為發(fā)達(dá)的歐美國(guó)家就已經(jīng)出現(xiàn)了高層建筑結(jié)構(gòu)。1885 年，美國(guó)芝加哥國(guó)內(nèi)保險(xiǎn)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(jié)構(gòu)原理建造的近代高層建筑的完工，標(biāo)志著一種具有新形式的結(jié)構(gòu)體系的誕生。20世紀(jì)初，正是由于鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的改進(jìn)和電梯的出現(xiàn)，高層建筑結(jié)構(gòu)開始走進(jìn)大眾的視野中，且其層數(shù)不斷增加，如：同時(shí)期建造的帝國(guó)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(guó)經(jīng)濟(jì)逐漸復(fù)蘇，使得建筑行業(yè)得以恢復(fù)并取得空前發(fā)展。起初是在美國(guó)，高層建筑結(jié)構(gòu)的數(shù)量與日俱增，并沿超高層建筑結(jié)構(gòu)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(dá) 452m），我國(guó)現(xiàn)今最高、排名世界第二的上海中心大廈（共 118 層，總高達(dá) 632m，如圖 1-4 所示）。

化的建筑風(fēng)格，與傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)相比，在災(zāi)害的來襲之際高層和超高層建筑將會(huì)承擔(dān)更嚴(yán)峻的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在高層與超高層建筑體系的發(fā)展進(jìn)程中，探究出安全性能更高、既經(jīng)濟(jì)又可靠、且符合建筑功能要求的新型結(jié)構(gòu)成為亟待解決的關(guān)鍵問題之一。越發(fā)繁榮的世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)與突飛猛進(jìn)的科技水平成就了大批高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)[1]-[5]。早期于 19 世紀(jì)末，較為發(fā)達(dá)的歐美國(guó)家就已經(jīng)出現(xiàn)了高層建筑結(jié)構(gòu)。1885 年，美國(guó)芝加哥國(guó)內(nèi)保險(xiǎn)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(jié)構(gòu)原理建造的近代高層建筑的完工，標(biāo)志著一種具有新形式的結(jié)構(gòu)體系的誕生。20世紀(jì)初，正是由于鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的改進(jìn)和電梯的出現(xiàn)，高層建筑結(jié)構(gòu)開始走進(jìn)大眾的視野中，且其層數(shù)不斷增加，如：同時(shí)期建造的帝國(guó)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(guó)經(jīng)濟(jì)逐漸復(fù)蘇，使得建筑行業(yè)得以恢復(fù)并取得空前發(fā)展。起初是在美國(guó)，高層建筑結(jié)構(gòu)的數(shù)量與日俱增，并沿超高層建筑結(jié)構(gòu)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(dá) 452m），我國(guó)現(xiàn)今最高、排名世界第二的上海中心大廈（共 118 層，總高達(dá) 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(jié)構(gòu)的高度與規(guī)模日益更新，越來越多在建筑結(jié)構(gòu)形式方面的設(shè)計(jì)思路與理念得以產(chǎn)出并被大量采用，達(dá)到了安全系數(shù)更高、更加經(jīng)濟(jì)美觀的效果。近二十年以來，新型超高層建筑結(jié)構(gòu)體系出現(xiàn)了巨型結(jié)構(gòu)組合體系、懸掛結(jié)構(gòu)體系、剛臂支撐體系、筒體結(jié)構(gòu)體系等結(jié)構(gòu)形式。同時(shí)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展也使得高層建筑結(jié)構(gòu)更多地采用各種新型材料、新型結(jié)構(gòu)體系和減震隔震控制技術(shù)；當(dāng)然高層建筑結(jié)構(gòu)高度也不斷突破創(chuàng)新�，F(xiàn)如今高度大于 500 米、層數(shù)超過 100 層的超高層建筑結(jié)構(gòu)預(yù)案已成為發(fā)展趨勢(shì)，甚至有的已超過 1000 米。無疑，巨型結(jié)構(gòu)混合體系是一種超高層建筑結(jié)構(gòu)體系中技術(shù)效益最佳的結(jié)構(gòu)混合體系；在一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)中巨型結(jié)構(gòu)混合體系由若干大型結(jié)構(gòu)構(gòu)件組成的主結(jié)構(gòu)與其它結(jié)構(gòu)構(gòu)件組成的子結(jié)構(gòu)共同組成，這種組合形式可顯著增強(qiáng)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(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)介
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本文編號(hào)：2841717