大跨度斜交复杂连体结构设计分析与应用

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1、大跨度斜交复杂连体结构设计分析与应用专业：建筑与土木工程硕士生：李高辉指导教师：刘坚罗赤宇摘要随着各种新型高层建筑结构陆续出现，复杂连体结构也作为一种新型结构型式，丰富了建筑造型。本文结合国内外复杂连体高层建筑结构的实际应用现状，针对斜交大跨度复杂连体结构整体抗震性能研究较少的现状以及斜交大跨度结构具有耗能能力不足、对地震作用较为敏感等情况，本文提出利用支座以及连接体结构自身的特点，使得复杂连体结构自身比两栋主塔楼更具有消能减震的能力。通过增大结构自身的被动耗能能力，从而减弱大跨度斜交非对称复杂连体结构整体

2、对地震作用的响应。本文采用有限元分析软件MIDAS/GEN，以某大跨度斜交复杂连体高层建筑结构为基本研究对象建立结构的三维空间模型。根据结构的特点，首先进行单独建模与整体建模的地震响应对比分析。采取了三种不同方案的支座连接方式，进行支座的连接方式对结构整体的地震作用的对比分析。对于非对称结构的耗能，选用粘弹性阻尼器与弹性滑移支座的组合，通过改变粘弹性阻尼器中阻尼系数与弹簧刚度，进行结构在多遇地震作用下的弹性时程分析。对比不同参数条件下的粘弹性阻尼器，使得整体结构对地震的响应最小。最后进行罕遇地震作用验证，对

3、利用弹性滑移支座与粘弹性阻尼器组成的组合支座连接的大跨度复杂连体结构进行弹塑性时程分析，分析组合装置在罕遇地震作用下，结构对地震作用的响应，得出以下结论：（1）通过分析非对称的复杂连体结构在单塔与整体结构的模态变化，整体结构的自振周期有所延长。层间位移角有所减小，其中在X向地震作用下整体建模比单独建模的B塔层间位移角平均减小20%。层间位移大体相同，层间剪力在X向地震作用下A塔整体模型的层间剪力总体比单独模型减小，减小值达到20%以上。而对B塔整体建模比单独建模层间剪力增大，但是在第3层，第6层、第7层连接

4、楼层增速放缓。主塔楼通过连接体构件的连接，使两主塔楼具备运动的协调性。（2）通过对连体的挠度与舒适度分析，F3和F6楼面在人行荷载激励下的加速度峰值大于0.07m/s2，不满足办公环境的舒适度要求，需要增设TMD减震；（3）采用刚接、铰接、弹性滑移支座三种不同连接方式对比分析，弹性滑移连接I比刚接和铰接的结构自振周期延长60%左右。弹性滑移连接的楼层平均最大位移比固接减小0.5%。固接比铰接减小1.5%。B塔在X向地震作用下楼层位移变化最大；弹性滑移连接比固接的楼层最大位移平均减小0.22%。（4）当粘弹性

5、阻尼器的阻尼在5000kN时顶层的位移达到最小。但是当刚度的数值变化到2×106以上时，那么从这个时候开始主要有阻尼器的刚度发挥消能的作用了。阻尼器的刚度在2×106时层间位移急速增加，但是随着刚度继续增加时，顶层的最大层间位移变化缓慢，而有降低的趋势。组合支座中的粘弹性阻尼器对结构在减小地震得响应效果不是很明显。（5）结构在罕遇地震作用下，X方最大位移为0.114m，最大层间位移角为1/134，Y方最大位移为0.092m，最大层间位移角为1/144，均满足规范限值1/100要求。在7条波三向作用下，结构整

6、体刚度退化没有导致结构倒塌，满足“大震不倒”的设防要求。关键词：复杂连体结构；粘弹性阻尼器；大跨度；非对称；消能减震IIDesignAnalysisandApplicationofLarge-spanComplicatedCrossconnectedStructuresMajor:ArchitectureandcivilengineeringName:LiGaohuiSupervisor:LiuJianLuoChiyuAbstractWiththeappearanceofnewtypesofhigh-ris

7、ebuildingstructures,complexconnectedstructureshaveemergedasanewtypeofstructurethathasenrichedthepublic'sview.Combiningthestatusquooftheactualapplicationofcomplexhigh-risebuildingstructuresathomeandabroad,andconsideringthattherehasbeeninsufficientresearches

8、onpaperdealswiththeresearchontheoverallseismicperformanceofdiagonallylong-spancomplexconnectedstructuresandtheobliquelarge-spanstructuresthathavelessenergydissipationandarerelativelymoresensitivetoresponse.Th