《青岛世园会标志性景观塔抗震和抗风性能分析研究.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《青岛世园会标志性景观塔抗震和抗风性能分析研究.doc（78页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 评阅人：至麴 保密论文在解蜜后遵守此声明。 的上人平台，该结构质量和刚度严重不均匀，属于复杂异形结构。关键词：景观塔，抗震分析，风洞试验，抗风分析，性能化设计 山东建筑大学硕士学位论文 甌，甌 ， ，琾 摘要多遇地震下的地震响应分析 罕遇地震下的地震响应分析瓷璺懒叶度考察结构的抗震性能本章结论与设计建议 山东建筑大学硕士学位论文国家建筑科技水平的重要标准。具有上人观景功能的景观塔结构早在世纪就有所应用，法国著名建筑师、结构工结构，米为钢结构，其中米采用带斜撑的钢框架。比起通常意义的 祝芨米，塔的造型别致，祈年殿式的重檐形式塔座：从地联酋迪拜哈利法塔米毡径炜帐鞯缡铀。世纪年代美国开始，对强地震
2、动加速度过程的观测和记录，随后陆续取得了 山东建筑大学硕士学位论文 山东建筑大学硕士学位论文位移的设计方法应用最为广泛。基于位移的设计方法是由美国加州大学伯克利分校的甈和等人提出的，最早应用于桥梁的抗震设计中。与传统的基于承载力或强度的抗震设计方法相比，基于位移的抗震设计方法是一种全新概念的抗震设计法。其基本思想是，首先确定结构的目标位移，再根据目标位移进行数值迭代反求结构的屈服位移，反复进行直到满足给定的精度。基于位移的抗震设计要求进行结构分析，使结构的塑性变形能力满足在预定的地震作用下的变形要求，即控制结构在大震作用下的层间位移角限值。甈的设计方法的核心思想是从总体上控制结构的位移和层间位
3、移水准。此后，这一理论的构思影响了美国、日本及欧洲土木工程界，我国规范至今还是保留这部分思想基于性态的抗震设计理论虽然具有与传统设计不同的设计理念和方法，但它并不排 山东建筑大学硕士学位论文，该方法用于估算高耸结构和高层建筑顺风向风振响应，他同时提出了等效静力风荷载的概念，他的理论奠定了风工程领域的主要 结构抗震分析方法对于结构分析来说，地震作用本质上是地面运动以水平或竖向荷载的方式作用于结构，与其他荷载共同作用，对结构的内力、位移等产生影响。地震力作为水平或竖向的动荷载施至结构上的时间一般来说十分短暂，但荷载大小随时间的变化并无一般规律可循。目前结构分析的发展水平允许我们用多种方法来计算地震
4、作用对结构的响应，常用的计算地震作用的方法有底部剪力法、振型分解反应谱法、时程分析法等。早期发展的结构抗震分析方法一一底部剪力法，又称拟静力法，是一种用静力学方法近似求解动力学问题的简易方法，至今仍然使用广泛。其基本思想是在静力计算的基础上，将地震作用简化为一个惯性力系附加在研究对象上，以单质点体系对多质点体系进行等效简化，以工程结构底部的总地震剪力与等效单质点的水平地震作用相等，来确定结构总地震作用【】。如何确定设计地震加速度是该方法的核心问题。盯，一相应于结构自振周期的水平地震影响系数值 山东建筑大学硕士学位论文图底部剪力法计算示意图 山东建筑大学硕士学位论文鲰磊夕校蒰辍。丁咖。曲线妙。定
5、义为伪速度谱，而曲线。定义为伪力口速度谱。对于零阻尼期丁，其中： ，口。；一痳；，口；琣一仍巧註。仇一直线下降段斜率调整系数，矾；表水平地震影响系数最大值值。、 设计地震分组其水平地震影响系数曲线仍按图确定，但形善的保证率。学者通过研究还认为，竖向和水平地震反应谱趋势近似。因此其反应谱及动 山东建筑大学硕士学位论文时程分析法基本理论由于地震波是一种非平稳的随机振动，发生断层位置、错动方式、震中距、以及波传播过程中的地质条件等诸多不确定的因素都会影响其发生和传播。源于同一震源的多次地震传播到相同场地所造成的地震反应一般不会相同。有研究调查显示，在同一场地上，相同的地震烈度情况下，地震加速度记录铀
6、俣确逯怠巍中奔浜推灯可能有很大差别。 析方法，选择地震波时应从地质条件、建筑物地理位置和场地特征等方面综合得到的特够真实的反映结构的动力特征。表时程分析所用的地震加速度时程曲线的最大值痵 琓小琓两个频率段的表现：速度反应谱前后的面积选波。 为了使窆怪芰餐挚顾胶稍夭稍赜行粱。员旮虬上通过内筒将格构柱互相连在一起缤，内筒杆件采用热轧无缝圆钢管，内筒 图柱与内筒连接示意图图花瓣与橹构柱和内筒连接示毒图 模型输入风荷载时，按平均风压值乘阻风振系数嘣趌根据施工季节假定施工合拢温度为，考虑温差为。地震作用 最大悬挑端局郝振动最大悬挑端局部振动，小于规范规定的，说明结构具有较好的抗扭刚度。多遇地震一般指小震
7、，年可能遭遇的超越概率为的地震。 馩覆哪图 小震反应谱分析应力图 童墓薰篓兰一气釜纛黧麓囊 工况设置度峰值篴。所选地震波一 地震反应谱与规范目标谱对比图 人工波地震反应谱与规范目标谱对比图 鬈层高度 山东建筑大学硕士学位论文 抗震规范规定，“弹性时程分析时，每条时程曲线计算所得结构底部剪力不应小 山东建筑大学硕士学位论文 注：括号中的数值分别用于设计基木地震加速度为和的地区。按中震弹性进行设计，即目标为在中震作用下，结构的各个构件仍处于弹性状态；按中震不屈服进行设计，目标为结构构件大部分已经达到弹性状态的极限，即将进入弹塑性状态，但仍然未屈服。在具体设计时，超限高层建筑专家委员会建议中震弹性时
8、取消内力调整系数，但材料的强度值仍按设计值取用，且荷载分项系数仍予以保留。这样既能保证结构中震弹性的目标要求，又能保证结构在中震弹性目标下的具有一定的安全储备。中震不屈服可以看做是中震弹性的极限状态，相比于中震弹性设计，抗震要求相对较低。甃囝鸪 、荆迫肱q盍P蠼喜焕牟慵湮灰浦等绫示，由图和表可以看出，结构在中震作用下的应力水平平均值仍然较低层间位移角满中震反应谱分析应力图 鞍霹干可面面了组合计八扭转耦联效应的中震反应谱分析层问位移层高度 罕遇地震一般指大震，年超越概率的地震。抗震规范对于第三水准抗震设防目标的要求是：“建筑物在遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生
9、命的严重破坏”。然而目前小震设计仍然是我国结构抗震设计的主要内容，仅少数特殊结构进行大震作用下的分析计算结构在大震作用下的性能仍难以准确把握。因此，对结构大震下性能的研究就显得十分重要。目前最常用的大震下结构响应的分析方法有静力弹塑性分析方法和动力弹塑性时程分析方法。一般情况下，在大震分析时，荷载分项系数取，材料强度取标准值，抗震承载力调整系数取。 格构柱上部钢管及其他同时受轴力、弯矩共同作用的杆件采用狹耦合铰，参数自定义的甅喙孛婕，铰在钡耐渚兀使叵导，其余轴力作用下的关系曲线不再列出。 铜管混凝土柱的铰力一住移参数设置考虑材料非线性和几何非线性。 晟太层间位移角瓷璺懒叶度考察结构的抗震性能后
10、果因此需要按照建筑抗震设防分类标准规定的乙类设防建筑考虑，提高设防标繁 甲刺疽馔人工泣作用下塑性靛出镀腰序 关键节点构造托板连接，受力复杂，荷载较大。、，弋，、。行。、 图节点构造示意图关键节点模型几何参数 山东建筑大学硕士学位论文问关键节点有限元建模 舞一燕图模型单元网格划分囤有限元分析结果 抗风分析方法 山东建筑大学硕士学位论文风洞试验 上人平台、新能源展厅及直、弧楼梯上。其测点各区域的立面图及花瓣编号示意图如图个。 内筒北证面内筒西立面内简南立面内简末立面上人平台下表面 弋、。心”一 岔弋队海骸 内筒东王面 新能源展斤 风荷载标准值可根据风洞试验得到的体型系数或者风压系数计算： 因此，得到图规范中圆筒构筑物模型思甜月协。 系数进行对比，并绘制图。图风规范近似值与风洞试验买测值结果比较 鞴龋，群最不利风荷载作用下结椅位移图 山东建筑大学硕士学位论文 作用时，塑性铰主要出现在柱和悬挑平台桁架上。时使用的风荷载值。 的不足，今后应着力研
