复杂高层建筑板式转换结构抗震性能研究

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板式转换结构在国内应用范围日益增多,但理论研究方面没有梁式转换结构成熟,机理研究也不够深入,而对于板式转换的双塔结构,深入的研究尚不多见。在水平地震作用下的,板式转换双塔结构抗震性能,需要作深入的研究。本文以建立的模型为研究对象,对带有板式转换层的双塔结构进行了较为系统的研究,主要内容包括:应用高层建筑的有限元方法及结构动力分析理论,运用ANSYS软件建立结构的分析模型。进行了板式转换结构模态分析,得出结构的前二十阶振型和频率,归纳其振型变化规律与振型特点。结果表明,对于带厚板转换的双塔结构,高阶振型对结构的影响较大。基于模态分析的前提,选用地震波数据,针对模型进行反应谱分析,根据计算结果绘制抗震性能曲线。考虑板厚、塔楼刚度、转换层位置、结构的底盘刚度等参数对结构的影响。在结构长向和短向上分别施加加速度反应谱,得出结构在地震加速度谱作用下的响应,绘制位移曲线和层间位移角曲线,并分析转换板载地震响应中的应力分布。结果表明:转换板板厚、刚度、位置、底盘刚度等参数变化对结构内力和位移的影响较大。用软件计算结构的动力时程响应,输入两类地震波:EL-CENTRO波和TAFT波。考虑塔楼刚度、转换层位置、结构阻尼比、转换板厚度、地震波强度、地震波输入方式等参数对结构的影响。结论表明:输入两种不同频谱的地震波,在结构顶层产生的位移与加速度每个时刻都不一样;转换板厚度、塔楼刚度、转换板位置、结构阻尼比、地震波强度及地震波方向等参数的变化,对结构的地震响应的影响较大。
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