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1、廣西大學(xué)碩士學(xué)位論文復(fù)雜體型結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性研究分析姓名:宋玉峰申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:碩士專業(yè):結(jié)構(gòu)工程指導(dǎo)教師:張玉新20070501復(fù)雜體型結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性研究分析摘要隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和人口城市化的迅速發(fā)展,對(duì)城市高層、超高層建筑的需求量不斷擴(kuò)大。在這種情況下,建筑結(jié)構(gòu)在大震作用下的整體抗倒塌性能就顯得至關(guān)重要。對(duì)高層建筑而言,安全性設(shè)計(jì)的主要方面是抗震設(shè)防,中國(guó)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定應(yīng)對(duì)延性結(jié)構(gòu)和超限結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)彈塑性變形驗(yàn)算。一些在受力和變形上不規(guī)則的復(fù)雜體型結(jié)構(gòu),對(duì)其幾何尺寸的選取、模型的建立、參數(shù)的設(shè)置等在設(shè)計(jì)規(guī)范中并沒(méi)有明確的規(guī)定。因此,對(duì)這類結(jié)
2、構(gòu),工程設(shè)計(jì)中一般僅憑設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行質(zhì)上的把握,缺乏理論依據(jù)。尤其在強(qiáng)震作用下結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力、結(jié)構(gòu)聯(lián)系的設(shè)置對(duì)結(jié)構(gòu)整體性能的貢獻(xiàn)和影響,都是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中無(wú)法判斷的技術(shù)難題。因此,本文針對(duì)地震作用下復(fù)雜體型結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性進(jìn)行了研究,主要包括兩個(gè)方面:第一,復(fù)雜體型結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的結(jié)構(gòu)性能;第二,復(fù)雜體型結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。一本研究主要用PKPM和ANSYS兩種軟件對(duì)實(shí)際復(fù)雜體型結(jié)構(gòu)在罕遇地震下進(jìn)行了彈塑-陛動(dòng)力分析。該結(jié)構(gòu)屬于超限結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)形式特殊:通過(guò)頂層網(wǎng)架把三個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)連接在一起。通過(guò)對(duì)兩種軟件計(jì)算結(jié)果的對(duì)比分析,
3、研究以下幾個(gè)方面的問(wèn)題:①頂層網(wǎng)架對(duì)整體的作用效果;②兩種軟件在結(jié)果上的差異;③如何選擇合適的地震波;④通過(guò)改變?nèi)齻€(gè)結(jié)構(gòu)中的其中一個(gè)結(jié)構(gòu)(筒體)的剛度來(lái)研究整體結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng),進(jìn)而探索是否可以對(duì)結(jié)構(gòu)運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真分析達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。通過(guò)研究分析,得出以下幾點(diǎn)結(jié)論:①在相互獨(dú)立的結(jié)構(gòu)上施加適當(dāng)?shù)穆?lián)系,可以提高結(jié)構(gòu)的整體性,增強(qiáng)其抗震-陛能;②ANSYS在三維仿真分析中能很好地反映結(jié)構(gòu)的真實(shí)情況,分析結(jié)果優(yōu)于PKPM軟件:③在ANSYS中,對(duì)人工波和實(shí)際波使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的層間最大位移和層間剪力的對(duì)比結(jié)果表明:合適的實(shí)際波能真實(shí)的反應(yīng)出結(jié)構(gòu)的動(dòng)
4、力特性。④當(dāng)某一塔體剛度改變時(shí),分析其對(duì)結(jié)構(gòu)整體性能的影響,尋求使結(jié)構(gòu)性能最優(yōu)的幾何尺寸。結(jié)果表明:應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)是可行的。這樣的探索對(duì)類似結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義。研究分析結(jié)果表明,對(duì)于不同材料所組成的復(fù)雜體型結(jié)構(gòu),研究在罕遇地震作用下的動(dòng)力響應(yīng),對(duì)其進(jìn)行三維仿真分析是十分必要的;對(duì)于復(fù)雜體型結(jié)構(gòu)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真分析方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),為實(shí)際工程設(shè)計(jì)提供參考.關(guān)鍵詞:地震波罕遇地震復(fù)雜體型結(jié)構(gòu)彈塑性地震反應(yīng)分析超限高層結(jié)構(gòu)PKPM工程軟件ANSYS工程軟件ⅡRESEARCHoNDYNAMICANALYSIS0F
5、COMPLEXBUILDSTRUCTUREABSTRACTWiththerapiddevelopmentofeconomicsandurbanizationinourcountry,theneed,forhigh-riseorsuperhigh-riseresidentialconstructionincitiesiskeepingonenlarging.Inthiscase,itisimportantforthewholeanti-collapseperformancetoconstructionstructureunderthebig
6、quakefunction.Speakingofthehigh-riseconstruction,thesecuredesignprincipalaspectresistsearthquakesthefortification,thereisaruleinseismicdesigncodeinchinaaboutthestructuralelasto-plasticseismicresponseanalysisoftensilitystructureandstructurebeyondthecriterion.Itisverycompli
7、catedwhenComplexbuildstructureisunderdeformationandstress,andtherearestillmanyproblems,suchasthechoosingofdimension,theestablishingofmodel,thechoosingofparameters,whichthecriterionhaven’tregulated.Therefore,tothiskindofstructure,intheengineeringdesigngenerallyonlydependin
8、gondesignspersonnel’Sexperiencetocarry011inthenaturetheassurance,lacksthetheorybasis.Undermacros