某复杂高层建筑的理论分析研究

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近年来,随着高性能建筑材料的发展和新的施工工艺在工程中的运用,高层建筑,特别是超高层建筑得到迅速发展。现代高层建筑为了给人们提供良好的生活环境和工作条件,同时,为了更好满足景观要求,体型也变的越来越复杂。
  目前,国内外学者对复杂高层建筑结构的设计方法和技术措施进行了一系列的探索和研究,如:浙江大学傅学怡教授等进行的复杂高层建筑结构研究,湖南大学结构工程研究所的高层建筑结构分析设计理论和方法研究,重庆大学主持研究的转换层位置及形式对复杂结构地震反应的影响等。在实际工程中,复杂建筑结构也得到了广泛的应用,如:国内的上海明天广场、上海环球国际金融中心等,国外阿拉伯联合酋长国的BurjAl一Arab酒店和美国芝加哥西尔斯大厦等。
  本文以一体型复杂的高层建筑结构为例,采用结构计算软件PKPM一SATWE墙元空间结构分析程序和有限元分析软件ANSYS及SAP84对该结构进行静力和动力分析。研究该种复杂结构在外部荷载作用下的反应,特别是结构转换层和上部刚度渐变剪力墙对整个结构的影响。分析结果对该复杂建筑结构的设计和施工提供一定的理论依据和具体实施方案,并从分析中总结出该研究课题的一般规律和结论。
  通过对本课题的理论分析研究,本文主要得出以下一些结论:
  1.静力分析中结构的内力特征表现出和常规高层建筑一样的特点,其结构内力主要受作用在结构上的竖向荷载值的影响。
  2.结构的自振周期约为1.70s,结构基频较高,反应结构整体刚度较大的特点,刚度沿竖向发生突变,楼层在转换层位置附近内力和层间位移都有很大程度的突变,结构静力弹塑性分析中,楼层的边柱在底层处有可能形成塑性绞,设计时应加以控制。
  3.两种形式转换结构的静力分析中,大梁转换由于上部剪力墙的拱作用效应,在实际设计中应对部分内力作修改。析架转换各构件的内力值相对比较合理,可以有效的控制构件的截面尺寸,减小转换层的重量,对结构抗震有利。
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