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在超高层建筑中,水平荷载控制着结构的设计;特别是在地震区,水平地震作用对超高层建筑结构的影响是决定性的。为了深入了解超高层建筑结构自身的动力特性和在地震作用下的响应,为超高层建筑建立结构振动反应观测系统,并根据实测结果对超高层建筑进行结构优化设计,具有重要的理论意义和实用价值。本文以南京紫峰大厦为研究对象,在课题组前期研究的基础上,具体做了以下研究: (1)增加了远程访问和实时监控的功能,完善了紫峰大厦地震观测系统; (2)使用脉动法对日常接近白噪声的加速度数据进行分析,得到了紫峰大厦的动力特性。本文使用Welch法对经过预处理的加速度时程进行频谱分析,得到结构的自振频率和振型,再使用半功率法得到了紫峰大厦的前五阶阻尼比,其中X方向一阶阻尼比为0.0196,Y方向一阶阻尼比为0.0134,证明规范规定值0.05偏大; (3)以实测地震下的各楼层加速度响应以及据此得到的紫峰大厦动力特性,对ETABS有限元模型进行了校核,证明了本文所建立的紫峰大厦ETABS模型的正确性; (4)对墙和框架刚度沿高度分段变化的框架-剪力墙结构,分段建立变形微分方程,根据变形协调原理,求解微分方程,首次得到了结构位移的递归表达式; (5)使用推导的递推公式编制MATLAB程序,首次定量地找到了使结构顶部位移最小的框架-剪力墙结构中剪力墙的合理布置高度; (6)通过设计的ETABS算例,证明了本文提出的结构侧移递归公式的正确性,并再次证明框架-剪力墙结构存在剪力墙的合理布置高度。该项成果不仅具有重要的理论意义,而且在实际应用上既可以节约混凝土用量,又使得结构的水平位移减小,对高层建筑结构设计规程的修订具有十分重要的指导作用; (7)应用上述理论,在建立的紫峰大厦ETABS模型的基础上,沿高度对剪力墙的布置进行了优化。