某超高层建筑结构抗震性能和抗震措施研究

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1、某超高层建筑结构抗震性能和抗震措施研究(申请清华大学工程硕士专业学位论文)培养单位：土木工程系工程领域：建筑与土木工程申请人：刘斌指导教师：叶列平教授联合指导教师：齐五辉教授级高工二○一五年六月StudyontheSeismicPerformanceandSeismicFortificationMeasuresofaSuper-TallBuildingThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementfortheprofessionaldegreeofMasterofEngine

2、eringbyLiuBin(ArchitecturalandCivilEngineering)ThesisSupervisor:ProfessorYeLiepingAssociateSupervisor:ProfessorQiWuhuiJune,2015摘要摘要近年来超高层建筑在我国发展得越来越迅速，尤其是500m以上的超高层建筑在我国各地不断涌现。我国是地震高发区，对于结构设计人员而言，需要准确把握超高层建筑的抗震性能，提出合理的抗震措施。本文以某在建超高层建筑为例，研究了其在设防大震下及极罕遇地震下的抗震性能，并对结构设计中的难点问题进行了探讨，提出了改善建筑结构抗

3、震性能的设计建议。具体工作内容包括：（1）基于大型通用有限元程序，建立了背景工程的计算模型，并完成了设防大震下的弹塑性分析和极罕遇地震下的抗倒塌分析。分析结果表明，该工程各项指标均能满足性能化设计需求，并能实现“小震不坏，大震不倒”的设计目标，具备一定程度的抗倒塌安全储备。结构中上部为变形较大部位，同时也是结构倒塌的主要危险部位。（2）提出三种最小地震剪力系数的控制方法，并分别设计了三个结构，比较了不同设计模型的抗震性能和抗倒塌性能。研究表明，采用现行规范规定的刚度控制方法来满足最小地震剪力系数的规定，所设计的结构材料用量过大，结构构件承载力利用率较低，而其抗震性能和抗

4、倒塌性能却比其他两个采用强度控制方法的结构提高有限。故针对此结构，宜采用基于强度的最小地震剪力系数控制办法满足最小地震剪力系数的规定。（3）建立了两种剪力墙内支撑布置方案的分析模型，比较了两模型的材料用量，抗震性能和抗倒塌性能。分析结果表明，结构中上部剪力墙内布置钢支撑所增加的用钢量较小，但能够较好地提升结构在大震下的抗倒塌性能，为类似超高层建筑结构抗震设计提供参考。（4）对背景工程的双连梁布置方案进行了分析和比较，并完善了现有计算程序的壳单元能量计算和输出方法，从耗能角度比较了不同连梁布置方案对整体结构抗震性能的影响，为背景工程的连梁设计提出优化建议。关键词：超高层结

5、构；弹塑性分析；倒塌模拟；地震剪力系数；抗震措施IAbstractAbstractNowadays,super-tallbuildingshavebeendevelopingmoreandmorerapidly,especiallyforthosethataretallerthan500m.Chinahasahighearthquakerisk.Therefore,itisparticularlyimportantforstructuralengineerstobetterunderstandtheseismicperformanceofsuchsuper-tallbu

6、ildings,andtoimprovetheseismicfortificationmeasures.Atypicalsuper-tallbuildingisstudiedinthiswork,includingitsseismicperformanceundermaximumconsideredearthquakelevelandmega-earthquakelevel,andthestructuraldesignrecommendationstoimprovetheseismicperformanceandcollapseresistance.Thesummary

7、oftheworksisasfollows:(1)Basedonfiniteelementmethod,thecomputationalmodelofthesuper-tallbuildingissetup.Theelasto-plasticanalysisundermaximumconsideredearthquakelevelandcollapsesimulationundermega-earthquakelevelisperformed.Itcanbeconcludedthattheseismicresponsesofthisbui