探究中国国家大剧院结构抗震动力分析

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1、太原理工大学硕士学位论文中国国家大剧院结构抗震动力分析姓名：郭秀华申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：李珠20040501太原理工大学硕士研究生学位论文审国鏊家大溺陵结梅挠震动力分析摘要中国国家大剧院结构分析——谈项目是太原理工大学与北京市建筑设计研究院合作项目，属豳家大剧院结构设计中的一个王俸骂节。国家大剧院属甲类建筑，在抗谶设计与分析中，必然优先考虑其“安全

2、陡”恧鼍暑“经济性”。该建筑结梅占地面积大，离魔为56m，充分稠露建下空耀，结褥形式为多塔褛结秘，冀体形稀鼹极其复杂，具体表现在：结构开间大，梁板跨度大，楼板开漏较大显不溅烈；平瑟磷置戬椭嚣魏线炎主，有较多剪力罐露

3、为曲面；抗震设计{三乏剪力墙为主，届部应用钢管滟凝土柱形戚的乘‘陡框架与剪力墙共同作用；结构存在转换层，刚度突变朦等。因戴薅该结搦除进行常藏必要鲦设计工馋癸，露遘一步利麓工禚分析软件避行结构分析，本文利用有限元分市斤软件ANSYS对圜家大剧院进警亍了结构抗震动力分析。摄攥建筑撬震设诗翘范攫定，对建筑结辫残进行多遴缝震彳乍用下的内力与变形分析。其主要内容有：l、有5照元模型该建筑结构莱薅三缝空阀有i鑫嚣模型。2、结构抗震验算采尾摄墅分释反感谱法进行书麓佟尾下梅释强度验算；采太原理工丈学硕士研究生学位论文用时程分析法进行弹性变形计算。3、弹塑性分析对Concert塔楼地上部分进行静力

4、弹塑性分攒，计算罕送地震下结构蕊变形。通过对结构迸行抗震动力分析，发现缩构的基本动力特点为：螫频较高；频谱密集，局部振型明显；各振型中，主振型频率附近各阶振型变形形状比较接近，彼此糕连较大，蕊且各主振型之间存在较多次要摄型；地震作媚下，弹性屡闽位移受较小，结构揽侧雕度大，抗震能力强。既外，本文找出了结构主黉薄弱都像，结构中出现材料刚度突变、大面积悬挑构件、大跨度薄板、大跨度巨型梁以及大开洞板等情况时，均会导致结构局部薄弱。分析工作中，褥出一些处理闯题的毅办法与经验，如：l、铡管混凝±柱的麓纯建模弹往分析中，根据侧淘等刚度原则，将钢管混凝土柱简化为等效普通混凝土柱进行建模与计算，在

5、保证计算精度的前提下，有效地减少了总自由度数。2、主要模态麴把握大型结构有限元分析中，阿根据结构各阶模态的参与系数、模态系数及掇型特点，．找出结构分别在x、Y、z方向的主要模态。3、结构薄弱部位的确定针对每一构转——墙、梁、桎、板，对其单元节点墩力、太原理工大学硕士研究生学位论文位移进行排序，找汜其中前几十位较大值，根据这些节点的位置坐标，即可找出结构的薄弱部位。4、水平苟载模式的提出在弹塑性分析中，蓉次提出和应瓣了空闻结梅商限元计算时的水平加载模式，通过逐缀嬲载进行分析，得出塑性铰分布和发展情况，进一步判明结构的薄弱环节。这些有益经验和结论对该类大型复杂结构抗震动力分析与计算具

6、有很好的参考价值。关键谰：国家大剃院，结构分析，反应谱，时程，弹塑性太原理工大学硕士研究生学位论文ANTI-SEISMICDYNAMICANALYSIS．OFCHINESENAnONALGRANDTHEALTERABSTRACTTheengineering，anti—seismicanalysisofChineseNationalGrandTheaterisassumedtogetherbyTaiyuanUniversityofTechnologyandBeijingInstituteofArchitecturalDesignResearch．Thisworkisaportion

7、ofthewholedesignworkofNationalGrandTheater．AfhSt—ratebuilding．NationalGrandTheaterisdesignedandanalyzedonaccountofthesafetyinsteadoftheeconomy．ThearchitectureareaofthisstructureiS14952m2anditsheightiS56m．Thebuildingisamulti—towerstructurewithahugeundergroundspaceanditsstructuralshapeisverycom

8、plex，whichisreflectedbyfollowingitems：bigroomwidth，long—spanslabs，long—spanbeams，irregularslabsshape，slabswithbigholesandmanycurvedshear-walls．Mainseismicmembersarereinforeedconcreteshear。walls，whichispartiallyassistedbyframescomposedofconcre