浅论地震作用下高层双塔连体结构受力性能研究

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1、湖南大学硕士学位论文地震作用下高层双塔连体结构受力性能研究姓名：谭光宇申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：沈蒲生20070401硕士学位论文摘要随着高层建筑连体结构在工程领域中的广泛应用，连体结构的受力性能研究显得日益重要，特别是连接体受力极其复杂。本文比较全面地研究了这种新型结构形式的结构特点、静力性能以及抗震性能。比较全面和深入地研究了连体结构相对于单塔楼结构的受力特点以及对双塔楼结构受力特性影响比较敏感的内在因素，为结构设计提供依据，并为进一步的研究打下基础。1.研究了对称双塔连体结构相对于单塔楼结构的受力特点本文研究了两个对称塔楼

2、通过位于顶层的连接体相连而形成的双塔连体结构。在水平地震作用下，由于连接体对双塔楼的约束，结构整体刚度增大。同时，连接体与两塔楼共同形成了一个巨型框架结构。因此，在x向地震作用下，结构位移呈现剪切型，相对于单塔楼而言，顶部位移减小。对称双塔结构在地震作用下，其主要振型均具有对称性，不是正对称就是反对称的。对称双塔连体结构的反对称振型，其振型曲线和单塔楼结构完全一致，在地震作用下，结构的受力性能和单塔楼相同。而其正对称振型，连接体主要承受轴向力。同时，对称双塔结构存在明显的扭转振型，不仅有x方向、y方向和θ方向的振型，而且还有θ、y方向的耦连振型

3、，但没有θ、x方向的耦连振型。因此在地震作用计算时需要考虑扭转耦连的影响。2.研究了塔楼刚度对双塔连体结构受力性能的影响本文研究了双塔楼刚度不同和塔楼层数不同两种类型。由于塔楼刚度不同，在水平地震作用下，塔楼位移不一致，在连接体的共同约束下，其在连接体位置产生变形协调。因此，连接体受力远比对称双塔连体结构复杂。通过对结构的振型研究得出：由于结构刚度不对称，前18个振型几乎没有对称振型。相对于对称连体结构，其振型混乱无规律。3.研究了连接体的位置对连体结构受力性能的影响在x向水平地震作用下连体结构在两个塔楼相连接的位置，其楼层位移角相对减小。因此

4、连接体的存在，对整体结构的位移是有利的。随着连接体位置的升高，连接体对整体结构位移的影响越小。随着连接体位置的变化，其对结构的振幅影响明显。当连接体位于结构中部时，塔楼振幅最小，但顶部塔楼将产生严重的鞭梢效应。因此，连接体位于结构中上部为宜。随着连接体位置的降低，扭振成份逐步加大。连接体位于顶部，对结构抗扭更为有利。4.研究了连接体与塔楼连接方式对连体结构受力性能的影响II地震作用下高层双塔连体结构受力性能分析节点连接刚度变化对整体结构的位移、振型和结构振动频率的影响较小。这是因为整体结构的位移、振型和频率是由结构的刚度主导，局部节点刚度变化对

5、整体结构的刚度影响较小。当连接体和塔楼采用螺栓连接时，用半刚性模型能更合理的模拟结构的受力性能。塔楼与连接体相连处的柱端弯矩有随节点连接刚度减小而增大的趋势。对框架梁而言，节点半刚性连接有助于平衡支座弯矩和跨中弯矩。关键词：高层建筑；双塔连体结构；动态响应；静力分析；半刚性连接；时程分析；连续化；等效剪切刚度；连接体III硕士学位论文AbstractThetwin-towerconnectedstructureswhichwidelydevelopedinrecentyearsareanewstructuresystem.Itiscompose

6、doftwotowersandanoverheadbodyjoiningthetwotowerstogether.Manyscholarsinhomeandabroadhavedonealotofexperimentalandtheoryresearchesonthestructures,butmostofthemusedthediscretemethod,andtheydidlittlestudyontheconnectingbodyandthejoint.Studiesonstructuralproperties,staticbehavio

7、rsanddynamiccharacteristics,seismicandwind-inducedresponsesoftheDouble-Tower-ConnectedStructuresaregivensystematicallyinthispaper,whichgiveshelptoadeeperunderstandingofthebasicconceptionfortheDouble-Tower-ConnectedStructures.Basedontheexistingresearchfindings,semi-rigidconne

8、ctionstoanalyzethesystemandthestatic&dynamiccharacteristicoftheconnectingbo