巨型桁架悬挂钢结构体系抗震性能研究
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摘要
由于人口快速增长和土地资源的紧缺，高层建筑迅猛发展，对城市景观和人们的生活产生了多方面的深刻影响。在高层建筑发展的过程中，巨型悬挂结构因其具有独特的建筑造型、优良的结构性能、能满足多变的建筑功能要求而得到发展。本文在对巨型结构和悬挂结构发展研究现状做出综述的基础上，提出了一种全新的结构体系——巨型桁架悬挂结构。建立了巨型桁架悬挂钢结构建筑的空间三维模型，运用有限元方法，研究了巨型桁架悬挂钢结构的静力特性、基本动力特性及水平地震响应规律，同时与巨型框架悬挂钢结构、巨型桁架非悬挂结构模型进行了对比研究。分析表明巨型桁架主结构能有效提高结构的抗侧能力，子结构采用悬吊的方式能有效控制主体结构的地震响应，巨型桁架悬挂钢结构是一种高效的新型结构体系。
与低层和多层建筑相比，怎样在高层建筑中较好实现采光、通风、人际交往、户外活动等方面要求，仍然是建筑师与结构工程师面临的紧迫任务。巨型桁架悬挂钢结构高层建筑，不仅可以满足建筑师自由设计的要求，而且能够促进建筑师的大胆创新。由于该结构用悬挂体系构成内部楼层，可实现在空间不同位置设置大型孔洞，通过调整孔洞的位置、形状、大小，可显著减小结构的风荷载和风振响应。基于此本文针对底部开敞、上部透空和内部中庭三种典型的空间开洞措施进行了模拟，分析了悬吊质量在竖向和水平不规则分布对巨型桁架悬挂钢结构建筑地震响应的影响，对结构体系布置得出了一些有益的结论。
Because of booming population of cities and lacking of land resources, tall buildings were developed rapidly, wide affecting city sight and living of people. In the development of tall buildings, mega-suspended structures were grew up for their unique architecture appearance, nice structural performance and excellent satisfaction of variable architecture needs. Based on the summarization of development and research of mega-structure and
suspended structure, this dissertation advances a new structural system--
mega-truss-suspended structure. The analysis mode of this new structure is established. The static performances, basic dynamic characters and horizontal seismic response of mega-truss-suspended steel structure are discussed here using the finite element method. At the same time, these analysis results are contrasted respectively with those of mega-frame-suspended structure and huge truss structure. It is proved that the mega truss can effectively increase the resisting ability of horizontal forces and suspended floors can greatly reduce the seismic response of structure. The mega-truss-suspended steel structure has superior capability and great developing potential.
Compared with the common buildings, how to realize architecture demands such as daylighting, aeration and share space in tall buildings, was an urgent assignment to architects and structure engineers. Mega-truss-suspended steel tall buildings provide abundant design freedom to architects, also promote their creativities. Take advantage of the suspended floor, space hole can be placed through building in variable form and at different position. The wind force applied and wind-induced response of structure can be reduced prominently if the form and location of the space hole are appropriate. Consequently this dissertation models three mega-truss-suspended steel structures, which bellow opened, upper holed and atrium placed. Horizontal seismic response of each structure is investigated and some useful conclusions are presented.
与低层和多层建筑相比，怎样在高层建筑中较好实现采光、通风、人际交往、户外活动等方面要求，仍然是建筑师与结构工程师面临的紧迫任务。巨型桁架悬挂钢结构高层建筑，不仅可以满足建筑师自由设计的要求，而且能够促进建筑师的大胆创新。由于该结构用悬挂体系构成内部楼层，可实现在空间不同位置设置大型孔洞，通过调整孔洞的位置、形状、大小，可显著减小结构的风荷载和风振响应。基于此本文针对底部开敞、上部透空和内部中庭三种典型的空间开洞措施进行了模拟，分析了悬吊质量在竖向和水平不规则分布对巨型桁架悬挂钢结构建筑地震响应的影响，对结构体系布置得出了一些有益的结论。
Because of booming population of cities and lacking of land resources, tall buildings were developed rapidly, wide affecting city sight and living of people. In the development of tall buildings, mega-suspended structures were grew up for their unique architecture appearance, nice structural performance and excellent satisfaction of variable architecture needs. Based on the summarization of development and research of mega-structure and
suspended structure, this dissertation advances a new structural system--
mega-truss-suspended structure. The analysis mode of this new structure is established. The static performances, basic dynamic characters and horizontal seismic response of mega-truss-suspended steel structure are discussed here using the finite element method. At the same time, these analysis results are contrasted respectively with those of mega-frame-suspended structure and huge truss structure. It is proved that the mega truss can effectively increase the resisting ability of horizontal forces and suspended floors can greatly reduce the seismic response of structure. The mega-truss-suspended steel structure has superior capability and great developing potential.
Compared with the common buildings, how to realize architecture demands such as daylighting, aeration and share space in tall buildings, was an urgent assignment to architects and structure engineers. Mega-truss-suspended steel tall buildings provide abundant design freedom to architects, also promote their creativities. Take advantage of the suspended floor, space hole can be placed through building in variable form and at different position. The wind force applied and wind-induced response of structure can be reduced prominently if the form and location of the space hole are appropriate. Consequently this dissertation models three mega-truss-suspended steel structures, which bellow opened, upper holed and atrium placed. Horizontal seismic response of each structure is investigated and some useful conclusions are presented.
引文
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