国家金融信息大厦高位转换层及关键节点承载性能分析

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1、国家金融信息大厦高位转换层及关键节点承载性能分析(申请清华大学工程硕士专业学位论文)培养单位：土木工程系学科：建筑与土木工程申请人：曹宇龙指导教师：王元清教授联合指导教师：丁大益教授级高工二○一五年六月StressAnalysisofHighTransferStoreyandtheKeyConnectionNodesfortheFinancialInformationBuildingThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofE

2、ngineeringbyCaoYulong(ArchitetureandCivilEngineering)ThesisSupervisor:ProfessorWangYuanqingAssociateSupervisor:ProfessorSeniorEngineerDingDayiJune,2015摘要摘要本文以国家金融信息大厦工程为背景，总结国内外相关研究成果，对高层结构的发展历史和结构体系进行了介绍，对高烈度区高层钢结构高位转换层的选型和受力进行了深入的研究，对转换层的重要连接节点进行了试验研究与数值模拟分析，对转换桁架与混凝土剪力墙连接节点的受力状况进行了有限

3、元模拟计算。结果表明，在正常使用状态和地震作用下，结构设计合理，承载性能满足要求。国家金融信息大厦项目位于北京市丽泽商务区，采用框架/密柱筒—核心筒结构体系，建筑抗震设防类别乙类，建筑高度360m，总建筑面积约为28万平方米。结构61层以下部分平面呈方形，61层以上为圆形，部分柱上下不连续，必须设置转换层。转换层受力复杂，对上部结构的安全性起到关键作用，是整个设计的重点和难点。本项研究主要利用软件MIDAS/Building计算结果，对转换层进行深入研究，采用ABAQUS进行有限元分析。（1）转换结构分析。建立转换层局部有限元分析模型，根据已有整体模型计算结果确立模型

4、的边界条件，施加不同荷载工况，对剪力墙、转换桁架、环带桁架的力学性能进行分析。结果表明，转换层小震组合作用下处于线弹性阶段，在中震组合作用下，少量环带桁架腹杆出现屈服情况，内嵌钢板剪力墙墙肢为弹性，连梁角部出现破坏，需加强设计，采取措施，保证构件的强度与延性。（2）转换层环形转换桁架与外环带桁架相接处节点，连接杆件数量多，受力复杂，对该节点进行试验与有限元模拟分析，设计了试验装置，选择了合适的加载方案，进行结构静力加载试验。建立有限元模型，同试验结果对比分析。结果表明，在设计荷载作用下，结构处于安全状态；在极限荷载作用下，结构上部圆柱发生破坏，试验结果与有限元结果基本

5、吻合，确认了结果的准确性。（3）转换桁架与混凝土核心筒连接节点，其强度对转换层的安全性有很大影响，对该节点进行有限元模拟分析，施加无地震作用、小震、中震、大震等工况，验证节点受力状态，结果表明，在小震、中震工况下结构处于弹性状态，在大震工况下，在钢桁架下弦杆，剪力墙出现部分进行塑性，说明结构满足设计使用要求，连接节点有可靠强度，其破坏不先于剪力墙破坏。关键词：国家金融信息大厦；转换层；复杂节点；试验与有限元计算IAbstractAbstractBasedontheNationalFinancialInformationBuildingproject,summarize

6、stherelevantresearchresultsathomeandabroad,thedevelopmenthistoryandthestructuralsystemofhigh-risestructureareintroduced,theselectionofhightransferstoreyofhigh-risesteelstructureinhighintensityareaandthestressisstudied,theexperimentalstudyandnumericalsimulatedarecarriedontheimportantnode

7、ofthetransferstorey,thejointconnectwiththetransfertrussandinternalconcreteshearwallisanalyzedbyfiniteelementsimulation.Theresultsshowthatundernormalconditionandundertheactionofearthquake,thestructuredesignisreasonable,meetingtherequirementsofbearingcapacity.Thenationalfinancial