文档介绍：摘要本文以国内首幢采用消能减震技术方钢管混凝土框架结构的高层建筑为研究核心,从矩形钢管混凝土柱的仿真分析、整体结构的振动台试验及弹塑性时程分析、粘滞阻尼器消能减震等三方面进行了一系列相互关联的研究工作,主要内容包括:诜治鲎芙嵋延心P偷幕∩。ǘ子邢薜ピH岫确ê拖宋P土褐ピO嘟岷希频剂巳岫确ㄏ宋模型梁柱单元的计算公式,并提出了几点改进措施,解决了该模型中截面切线刚度矩阵奇异时无法求逆得到截面切线柔度矩阵的问题,提高了算法的稳定性;结合本文建议的矩形钢管混凝土组成材料的单轴应力一应变滞回模型编制了框架结构三维非线性分析程序,并通过根矩形钢管混凝土柱的计算结果和试验结果的对比,验证了程序的可靠性。运用此程序对本文结构中的方钢管混凝土柱进行了一系列的力学性能分析,为后续整体结构的计算分析提供依据。员疚慕峁菇辛/缩尺模型的振动台试验,对该结构的动力特性、地震反应和阻尼器的减震效果进行了分析研究,并提出了改进建议:在此基础上,采用多弹簧模型对振动台试验的模型结构进行模态分析和非线性时程分析,所得计算结果和试验结果吻合较好,验证了计算模型的正确性;然后,以同样方法对改进后的原型结构进行了计算分析,研究了该结构在各级地震作用下的反应特征以及大震下的屈服机制,进而对其抗震性能做出了评估。嘀屏说プ杂啥认芙峁沟姆窍咝允背谭治龀绦颍⒍云浣辛艘幌盗的参数分析,在此基础上,提出了一种实用的减震结构优化设计方法,并对本文结构进行了减震设计,得出了两种不同减震目标的减震方案,结合阻尼器均匀布置方案对本文结构进行了计算分析,通过分析计算结果,对各种减震方案的减震效果进行了对比,并研究分析了小震和大震下减震结构的地震反应特点。关键词:复杂高层结构;矩形钢管混凝土柱;粘滞阻尼器;本构模型;柔度法;纤维模型;振动台试验;非线性时程分析;消能减震
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第滦髀引言高层建筑一般应该是规则结构,平面简单、对称,立面无局部突出、收进,质量、刚度和强度沿竖向分布均匀变化,各楼层的质量中心和刚度中心基本重合,并大体上位于同一竖轴线上【俊9ィ卣鹎母卟憬ㄖ蠖嗍窬薮的火柴盒,千篇一律,街景单调乏味。然而,自世纪年代开始,特别是年代及世纪初,随着经济的迅猛发展和人民生活水平的提高,一批现代高层建筑以全新的面貌呈现在人们面前,业主和建筑师为在建筑艺术、建筑造型新颖等方面体现其创新并满足高层建筑向多功能、多用途方向发展的需要,设计了众多体型复杂和内部空间多变的高层建筑,使高层建筑平面布置和立面体型日趋复杂。为适应这一趋势的发展,结构材料也不断向多样性发展,八十年代以前高层建筑主要为钢筋混凝土结构。进入九十年代后,随着高层建筑层数的增多,构件截面尺寸显得过大,占据了较多的使用面积,已影响到建筑使用功能的充分发挥。随着建筑用途多样化、多功能综合大楼的出现,单一钢筋混凝土结构已不再适应。因此,钢结构、型钢混凝土结构、钢管混凝土结构得到了越来越多的应用。其中,钢管混凝土结构主要是在圆形、矩形钢管内灌添素混凝土所形成的组合结构,在具有较大承载力的同时,结构的延性和韧性得到了进一步的提高,抗震性能更优,此外,钢管混凝土结构还具有施工周期短、经济效益显著等优点,因此,在近年来得到越来越广泛的应用,例如:深圳市年建成的层、高的帝王商业大厦,年建成的层、高的赛格广场大厦,香港的层、高椎某そ行拇笙茫约疤ū钡层、高的国际金融中心大厦,都采用了钢管混凝土结构【坷V档米⒁獾氖牵钢管混凝土除